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Matrice dans la base canonique définie par des polynômes

Posté par
lulurodi
14-10-17 à 18:50

Bonjour,

On pose : f : R3[X] dans R3[X]
                      P : P(X+1) + P(X) - 2P(X+1)

Montrer que f appartient à l'ensemble des applications linéaires de R3[X]
Écrire la matrice de f dans la base canonique de R3[X]
Déterminer Ker f

Voilà tôt, je bloque dès la 1ère question je ne vois pas par ou commencer, j'ai relus mon cours de sup sur les applications linéaires mais rien ne ressemble à cet exercice...
Pour la 2ème question, je sais que la base canonique de R3[X] est (1 , X , X^2 , X^3) mais je n'arrive pas à appliquer. Pouvez me débloquez sur l'exercice svp ?

Merci beaucoup

Posté par
carpediem
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 18:54

salut

normal de bloquer ... la deuxième ligne n'est pas compréhensible ...

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 18:56

Erf, je n'ai pas bien retranscrit …
f(P)(X) = P(X+2) + P(X) - 2P(X+1)
C'est mieux ?

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 18:57

Et c'est bien P(X+2) et pas P(X+1) …

Posté par
carpediem
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 18:59

mais bon sang au lieu de nous donner des bouts de formule tu es incapable de donner la formule ou expression correctement ?

que vaut f(P) ?

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 19:09

f(P)(X) = P(X+2) + P(X) - 2P(X+1) je l'ai écrit plus haut ?

Posté par
carpediem
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 14-10-17 à 19:37

ben non ...

ça veut dire quoi que f est une application linéaire ?

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 15-10-17 à 15:00

On peut écrire alors f(x+y) = f(x) + f(y)
F(ax) = af(x) avec une constante

Posté par
lulurodi
Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 18:46

Bonjour à tous, désolé de vous solliciter...

Soit la matrice A :

0 0 2 6
0 0 0 6
0 0 0 0
0 0 0 0

Déterminer Ker (A)

Je comptais appliquer le théorème du rang, cela me donne :

dim (R3) = dim Ker A + rg A
Soit dim Ker A = 3 - 2 = 1
Mais impossible de continuer … un coup de main serait le bienvenu !

*** message déplacé ***

Posté par
scoatarin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 18:53

Bonjour,

Pourquoi R3 ?

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:01

L'application linéaire va de R3 dans R3 donc on a bien dim (R3) = 3 ?

*** message déplacé ***

Posté par
scoatarin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:06

Oui, mais je ne comprends pas alors pourquoi la matrice carrée est de taille 4 ?

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:08

J'ai dès confusion à ce niveau la... pourtant j'avais cru comprendre que si on a une application linéaire qui va de R3 dans R3 sa matrice en base canonique aura 4 lignes et 4 colonnes ?

*** message déplacé ***

Posté par
carpediem
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 16-10-17 à 19:11

et alors est-ce que f vérifie cela ici ?

Posté par
scoatarin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:13

A mon avis, une application linéaire de 3 dans 3 est représentée par une matrice 3x3 quelque soit la base considérée.

*** message déplacé ***

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:14

Bonsoir,
la matrice d'une application linéaire de Kn dans Kn a n lignes et n colonnes.
Le colonnes étant les images des n vecteurs de la base (espace de dimension n) ont chacune n éléments.

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 16-10-17 à 19:16

C'est bon j'ai réussi à montrer que c'était un espace vectoriel avec cette définition... merci beaucoup.. mais maintenant un autre problème se pose, je n'arrive pas à déterminer le noyau de la matrice en base canonique !

Posté par
carpediem
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 16-10-17 à 19:23

calcule f(1), f(x), f(x^2) et f(x^3) ...

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:23

Bonsoir, mais j'ai oublié de préciser dans mon exercice il s'agit de polynôme !

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Matrice dans la base canonique définie par des polynômes 16-10-17 à 19:28

C'est fait j'ai obtenu ma matrice, j'ai appliqué le theoreme du rang mais apres je n'arrive pas à aboutir.. j'ai poser le problème dans un autre forum avec la matrice que j'ai obtenu ! Je ne vais pas faire de multi post…

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:36

Je vois : l'espace vectoriel des polynômes de degré inférieur ou égal à 3 est effectivement de dimension 4.
Par exemple X3+X2+X+1 a pour coordonnées (1;1;1;1) dans la base canonique de 3[X].
Et, dans ce cas, il est clair que dim(ker(f))+rg(f)=4.

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:39

Oui désolé... on a bien rg ( A ) = 2 donc on a dim(ker(f)) = 2 ?

*** message déplacé ***

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:47

Oui.
Et essaye de penser avant de confondre 3[X] et  3.

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:48

Bonsoir,

Oui. Dans cette transformation, le polynôme

P(X)=a+bX+cX^2+dX^3 devient Q=f(P)= 2c++6d+6dX qui doit être le polynôme nul si   P\in{ker(f)}.  Conclusion...

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 19:49

Bonjour verdurin

*** message déplacé ***

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 20:19

Salut larrech

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 20:20

Larrech je vois pas comment tu es passé de la matrice à cette écriture...

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 20:22

On ne part du théorème du rang alors ?

*** message déplacé ***

Posté par
lafol Moderateur
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 20:27

Bonjour
le théorème du rang ne te donnera jamais que la dimension du noyau, rien d'autre ! si tu dois déterminer le noyau, il peut être utile d'en connaître la dimension à l'avance, mais ça n'apporte finalement pas grand chose. Il est plus utile de connaître la définition du noyau .... P est dans le noyau ssi son image par ton endomorphisme est le polynôme nul

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 20:44

Oui je vois pas comment à partir de la matrice que l'on obtient, écrire le polynôme ?

*** message déplacé ***

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:16

Il est impossible de répondre à cette question : on connais la matrice que tu donnas, mais on ne sais pas dans quelle base elle est écrite.
Et on ne sais pas si les polynômes sont considérés comme des vecteurs colonnes ou des vecteurs lignes.

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:20

Le polynôme P, dans la base canonique,  est représenté par la matrice colonne \begin{pmatrix} a\\ b \\ c \\ d \end{pmatrix}

\begin{pmatrix} 0 & 0 & 2 &6 \\ 0 & 0 &0 & 6\\ 0& 0&0 & 0\\ 0&0 & 0 &0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a\\ b \\ c \\ d \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 2c+6d\\ 6d\\ 0\\ 0 \end{pmatrix}

est la représentation matricielle du polynôme Q toujours dans la même base.

On peut aussi écrire Q=f(P)=af(1)+bf(X)+cf(X^2)+df(X^3) puisque f est linéaire et il ne reste plus qu'à exprimer f(1), f(X), f(X^2) et f(X^3)

*** message déplacé ***

Posté par
scoatarin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:22

On peut remarquer que la matrice A est échelonnée suivant les colonnes (en  interchangeant les colonnes).

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:24

C'est manifestement la suite du topic Matrice dans la base canonique définie par des polynômes

*** message déplacé ***

Posté par
lulurodi
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:42

Oui c'est la suite du topic ! Merci beaucoup larrech et scoatarin, je vais essayer de continuer l'exercice, j'ai du travaille sur ce chapitre. Je suis vraiment largué, impossible de trouver ce foutu noyau ! Je travaillerais la correction, merci encore !

*** message déplacé ***

Posté par
scoatarin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:44

De rien, bonne nuit

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 21:58

Revoir le post de 19h48.

P appartient au noyau si f(P)=Q est le polynôme nul, donc si c=d=0. Les polynômes du noyau sont par conséquent les polynômes de la forme P=a+bX

*** message déplacé ***

Posté par
verdurin
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 22:04

Salut larrech.
En effet je comprend mieux après ton dernier message.

*** message déplacé ***

Posté par
larrech
re : Déterminer le noyau de la matrice A 16-10-17 à 22:09

C'est sûr que sinon, on est dans le brouillard.

*** message déplacé ***



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