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Matrice diagonalisable

Posté par
Charlymo
15-02-20 à 18:28

Bonjour,

Je dois trouver pour quelles valeurs réelles de a et de b la matrice Aa,b=

abb
bab
bba

  est diagonalisable
Ma première idée a été de calculer le polynôme caractéristique. J'ai obtenu X,A(X)=(X-a-b)**2(X-a+2b)
On a donc deux fois  a+b comme valeur propre et a-2b
Mais après je suis un peu perdue
Que dois-je faire ?

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:34

bonjour

ben cherche l'espace propre associé à (a+b)

(je suppose que ton polynôme est juste...

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:35

et envisage aussi le cas où ces deux racines sont confondues... !

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:38

j'ai bien peur que ton polynôme caractéristique soit faux ....

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:38

Bonjour  
A savoir qu'une matrice réelle symétrique et toujours diagonalisable. Mais ça tu ne l'a pas encore vu sinon l'exercice est terminé.

  A  ta place, je commencerai par distinguer le cas  a+b\neq a- 2b et je chercherai la dimension du sev propre pour a+b

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:39

Oui  c'est faux  il faut recommencer mais il y a bien une valeur double qui est a-b

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:39

XZ19
je crois que son polynôme est faux...

(de toute façon, ça commence par -X3

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:43

Il y a aussi un moyen plus direct c'est de considérer la matrice
A_{0,1}  et de voir que  A_{a,b}= aI_3 + b A_{0,1} et de montrer que
A_{a,b} est diagonalisable  ssi   A_{0,1}  est diagonalisable.

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:44

matheuxmatou j'ai calculé mon polynôme en calculant le déterminant de XI3-Aa,b

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:45

oui  c'est certain que le polynôme est faux,  j'ai pas bien regardé  
mais la somme des vp=3a  étant correct ..donc ....

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:46

Je pense que tu dois mettre les détails...

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:46

XZ19 merci mais dans ce cas là on ne détermine pas réellement les couples possibles (a,b) pour que Aa,b soit diagonalisable, si ?

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:47

recalcule correctement ton polynôme Charlymo

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:49

Voilà le plus gros du détail Matrice diagonalisable

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:50

J'ai trouvé mon erreur je vais corriger

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:50

résultat ?

déjà ça commence pas comme tu l'as donné dans ton premier post...

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:53

Charlymo @ 15-02-2020 à 18:46

XZ19 merci mais dans ce cas là on ne détermine pas réellement les couples possibles (a,b) pour que Aa,b soit diagonalisable, si ?


D'abord je te conseille  de commencer comme tu as fait ( polynôme caractéristique....

Ensuite si tu démontres ce que j'ai dit, tu verras que c'est vrai pour tout a,b.

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 18:57

bon allez je laisse !

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:00

Je trouve (X-a+b)2(X-a-2b)

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:03

oui c'est ça. J'espère ne pas avoir fait fuir @matheuxmatou.  C'est à dire que quand j'ai écrit je n'arrive pas à voir qu'il y a une réponse simultanée...

Posté par
matheuxmatou
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:09

XZ19
non, je dois quitter... et ça risque de l'embrouiller si on le guide à deux
je te laisse poursuivre

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:11

Pour l'expression de Aa,b en fonction de I3et de A0,1 je comprends bien alors je dois montrer que A0,1 est diagonalisable et pour ça j'utilise le résultat du polynome caractéristique en remplaçant a par 0 et b par 1 ?

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:14

Oui,  de toute façon pour l'instant ton calcul ne dépend pas de a et b.

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:16

C'est à dire que que tu as calculé P_{ab}(x)   pour la matrice A_{a,b}  donc c'est valable en particulier pour a=0, b=1.  inutile de recommencer.  

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:26

Alors j'ai E-1=Vect((-1,1,0),(-1,0,1)) et E2=Vect((1,1,1))
On a la dimension des sous-espaces qui est égale à la multiplicité des valeurs propres donc A0,1 est diagonalisable ?

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:34

oui c'est ça.
Maintenant il faut montrer que ça implique A_{a,b} est diagonalisable. C'est un peit raisonnement

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:35

petit raisonnement

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:43

La matrice Aa,b est diagonalisable si et seulement si toute matrice représentant Aa,b est diagonalisable ?

Posté par
XZ19
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:52

Non, ça veut rien dire ce que tu dis.

Puisque  A_{0,1}  est diagonalisable  il existe une matrice D diagonale et P  inversible telle que  D=P^{-1}  A_{0,1}  P


Donc  a I_3 +b D=a I_3+ b  P^{-1}  A_{0,1}  P =aP^{-1}  I_3  P+  b  P^{-1}  A_{0,1}  P....

Je te laisse compléter et finir.

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 19:58

Pourquoi vous partez de aI3+bD et non de aI3+bA0,1 ? 😥

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 20:00

On doit tomber sur P-1Aa,bP donc Aa,b est diagonalisable ?

Posté par
Charlymo
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 20:07

Merci pour vos réponses et votre temps, je vous souhaite une bonne soirée  

Posté par
carpediem
re : Matrice diagonalisable 15-02-20 à 20:43

salut

revenons aux fondamentaux et notons (i, j, k) la base dans laquelle est écrite la matrice de f

alors :

f(i + j + k) = (a + 2b) (i + j + k)
f(i - j) = (a - b)(i - j)
f(i - k) = (a - b)(i - k)
f(j - k) = (a - b)(j - k)

mais on peut remarquer que j - k = (i - k) - (i - j) ...



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