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Niveau Licence Maths 1e ann
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Matrice d'une symétrie par rapport à une droite

Posté par
Fakie
10-11-15 à 14:16

Bonjour j'aurais besoin d'aide pour un petit exercice :

Donner la matrice dans la base canonique d'une symétrie orthogonale d'axe y = 3x.

Je vois pas trop comment faire, merci de m'aider

Posté par Profil amethystere : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 15:25

salut

je peux me tromper mais je suis autodidacte donc j'ai des excuses...)

mais normalement on te demande cela (et c'est tres facile à trouver -dessine le truc et tu verra c'est tres facile)

pour tout vecteur V du R-espace vectoriel de dimension 2

on te demande de trouver une matrice M telle que

W=M.V et telle que

d'une part ||V||=||W||

et d'autre part qu'il existe un réel k tel que V+W=\begin {pmatrix}k\\3k\end {pmatrix}

où pour  V=\begin {pmatrix}0\\0\end {pmatrix}

alors  W=\begin {pmatrix}0\\0\end {pmatrix}

et k=0

et tel que pour ce réel k on pose le réel  

h=\sqrt {k^2+9k^2}=\sqrt {10k^2}=\sqrt {10}.k

et qu'on verifie

que le vecteur  Y=\begin {pmatrix}\frac {h}{\sqrt {10}}\\ \frac {3h}{\sqrt {10}} \end {pmatrix}

est tel qu'il existe un vecteur Z tel que  \langle Y| Z\rangle =0

et tel que V=Y+Z  et W=Y-Z

Posté par
flight
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 15:32

salut

soit M(x,y) un point du plan la projection de M sur (D :y=3x)) parallèlement à
(D' représentée par y=- 3x) et P(x,y)=(xo,yo) alors il convient d'ecrire que yo=3xo
on  aussi (x,y)-P(x,y) (D') , du coup il convient d'ecrire que
(x-xo,y-yo)D' y-yo=-3(x-xo)
on a donc  :
yo=3xo
y-yo=-3(x-xo)  , systeme qui permet d'ecrire xo etyo en fontion de x et y
et xo = (3x+y)/6  et donc yo = (3x+y)/2
on a donc P(x,y) = ((3x+y)/6, (3x+y)/2)  
et la symetrie recherchée S(x,y)= 2P(x,y)-(x,y)   ( en faisant un dessin c'est tres clair)
tres facile ensuite de donner la matrice de S dans la base canonique de R²
il suffira de calculer S(1,0) et S(0,1).

Posté par Profil amethystere : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 15:39

oui en dessinant c'est facile à savoir ce qu'il faut trouver

bon un petite erreur dans ce que j'ai ecrit mais je corrige là

2h=\sqrt {10}.k

par ailleur une autre propriété que j'ai oublié d'ecrire mais c'est evident

||Y||^2+||Z||^2=||V||^2

vu que Y et Z sont orthogonaux et que V=Y+Z

Posté par
Fakie
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 15:49

Merci de vos réponse, mais c'était y=2x en fait désolé ^^, je suppose que c'est pareille, j'essaye de comprendre vos réponses mais j'ai un peu de mal

Posté par Profil amethystere : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 15:56

dessine ton truc et là c'est clair tu trouve facile

même raisonnement pour y=2x (seul va changer certains calculs  mais ce qui compte c'est que tu visualise la chose pour trouver cette matrice)

pour le reste j'ai oublié de te dire que \langle A|B \rangle

ici cela designe le produit scalaire euclidien

et  \langle A|B \rangle =0 cela signifie que les vecteurs A et B sont orthogonaux

Posté par
lafol Moderateur
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 17:03

Bonjour
autre manière de procéder : commencer par écrire cette matrice dans la base ((1,3),(-3,1)) : le premier vecteur est dans l'axe de la symétrie, il a donc comme image lui-même, donc une colonne 1 - 0
le second vecteur est orthogonal à l'axe, il a donc comme image son opposé, d'où une deuxième colonne 0 - (-1)

Donc dans la base ((1,3),(-3,1)), la matrice de la symétrie donnée est \begin{pmatrix}1&0\\0&-1\end{pmatrix}

puis utiliser la formule du changement de bases.

Posté par
lafol Moderateur
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 10-11-15 à 17:06

en remplaçant les 3 par des 2, vus ta rectification tardive ...

Posté par
Fakie
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 12-11-15 à 19:15

Désolé du retard, est-ce que je dois exprimer i et j dans la base ((1,2),(-2,1)) ?
puis je calcule s(i) et s(j) ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 12-11-15 à 21:42

tout dépend de la méthode que tu as choisie ...

Posté par
sylvainc2
re : Matrice d'une symétrie par rapport à une droite 12-11-15 à 21:46

Je suppose que i et j sont les vecteurs de la base canonique?  Oui tu peux faire ca.

Tu peux aussi faire un changement de bases comme lafol a dit.  Pour ca, il faut inverser la matrice de passage, ca revient au même que d'écrire i et j en fonction des vecteurs ((1,2),(-2,1)).



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