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Niveau Licence Maths 1e ann
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matrice a la puissance n

Posté par
douda12
03-07-16 à 17:57

Bonjour comment calcule t'on une matrice a la puissance (grande puissance) sans faire un produit               je sais que c'est avec les vecteurs propres ?

Posté par
Recomic35
re : matrice a la puissance n 03-07-16 à 18:02

Il y a toujours des produits, mais ils sont plus ou moins indolores.

Si tu sais diagonaliser une matrice, tu peux l'utiliser.
Si tu sais ce qu'est un polynôme annulateur, tu peux aussi utiliser ça.

Posté par
douda12
re : matrice a la puissance n 03-07-16 à 19:07

comment fait t on avec la diagonalisation d'une matrice ?

Posté par
Recomic35
re : matrice a la puissance n 03-07-16 à 19:13

Si M=PDP^{-1} avec D diagonale, D^n est facile à calculer et M^n=PD^nP^{-1}.

Posté par
douda12
re : matrice a la puissance n 03-07-16 à 21:13

pour calculer une matrice a la puissance n      par la diagonnalisation c'est toujours PDP-1? parce que dans un autre cas diagonaliser a l aide d'une matrice orthogonale le p^-1=p^t

Posté par
mdr_non
re : matrice a la puissance n 03-07-16 à 22:03

bonsoir : )

Et donc ? Quel est souci d'avoir P orthogonale ?
Le format PDP^{-1} est toujours respecté.

Posté par
douda12
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 00:34

mais p^t    c'est la transposé de la matrice du debut donc ce n'est pas la meme chose que son inverse c'est pour cela j'ai demandé car pour diagonaliser une matrice symetrique a l aide d'une matrice orthogonale         on pourrais juste prendre sa tranposé or pour diagonalise une matrice il faut trouver son inverse donc pour calculer la matrice a la puissance  n ce n'est pas la meme chose

Posté par
douda12
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 00:38

ma question est si on me demande de calculer une matrice la puissance n          si je la calcul comme ca PD^(n)P^t   p^t c'est la transposé c'est correcte ?

Posté par
mdr_non
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 01:04

Il faut que tu réfléchisses et que tu écrives proprement les choses.

*) Pourquoi tout à coup parles-tu de matrices symétriques ?
Elles ne sont pas toujours orthogonalement diagonalisables. Lorsqu'elles sont réelles, alors là oui, elles sont toujours orthogonalement diagonalisables.


**) N'est-il pas clair que si M est diagonalisable (on se fout totalement qu'elle soit symétrique ou que la matrice de passage soit orthogonale) alors on peut l'écrire sous la forme : M = PDP^{-1} et alors nous avons \forall n \in \N, M^n = PD^nP^{-1} ?

Quoi d'autre ?
Si en plus on a que P est orthogonale alors on s'évite juste le calcul de l'inverse de P car P^{-1} = P^{T}.
Et dans ce cas, on a plus simplement M^n = PD^nP^{T}.
Mais c'est la même formule.

Posté par
lafol Moderateur
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 12:32

Bonjour

douda12 @ 04-07-2016 à 00:38

ma question est : si on me demande de calculer une matrice à la puissance n , si je la calcule comme ça : PD^(n)P^t p^t c'est la transposé c'est correct ?


pour faire simple et concis : ce n'est correct que si P est une matrice orthogonale. Sinon, non.

Posté par
VonMises
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 14:08

Pour calculer une matrice à la puissance n, il existe plusieurs solutions:

-Diagonaliser ou, à défaut, trigonaliser la matrice dans une base adaptée et ensuite passer à la puissance n

-Décomposer la matrice en plusieurs matrices dont les puissances n-ième sont facile à calculer et puis utiliser la formule du binôme de Newton

-Procéder à tâtons en explicitant la puissance n-ième de la matrice. Puis démontrer cette expression par récurrence.

Posté par
lafol Moderateur
re : matrice a la puissance n 04-07-16 à 17:57

VonMises @ 04-07-2016 à 14:08

...

-Décomposer la matrice en plusieurs matrices dont les puissances n-ième sont facile à calculer et puis utiliser la formule du binôme de Newton

...


attention : ça ne marchera que si les matrices commutent !

Posté par
douda12
re : matrice a la puissance n 07-07-16 à 00:42

re ,comment savoir si une matrice est orthogonale ?

Posté par
mdr_non
re : matrice a la puissance n 07-07-16 à 00:46

?

Que dit ton cours ?

Posté par
CauchyChevre
re : matrice a la puissance n 08-07-16 à 23:07

Tu peut tenter une décomposition de dunford, ou faire la div par X^n d'un polynôme annulateur de M si tu en connaît un, ou un truc plus tranquille que dunford ou tu cherche juste a avoir une dec en ( M = aI + N) où N est sympa (mais pas obligatoirement nilpotente (genre une matrice de permutation circulaire))

Posté par
Recomic35
re : matrice a la puissance n 08-07-16 à 23:43

Citation :
ou faire la div par X^n d'un polynôme annulateur de M si tu en connaît un


Plutôt dans l'autre sens : calculer le reste de la division de X^n par un polynôme annulateur.



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