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Matrice diagonalisable / valeurs propres / vecteurs propres

Posté par L Irlandais (invité) 12-12-07 à 12:40

Bonjour a tous!

J'ai un petit soucis mathématique, dans un exercice j'ai cette matrice:
A=
0   1   0
0   0   1
6  -11  6

en aparté il s'agit d'un exo ou je dois trouver les solutions d'une équation différentielle en utilisant une réécriture matricielle, et dans le corrigé de l'exo on me dit "les valeurs propres sont simples a déterminer et valent "1; 2 et 3"  "

Personnellement je n'vois pas ou cela est simple lol. Ma question est la suivante,
y-a-t-il un truc que je n'connais pas pour trouver les valeurs propres directement sans utiliser le polynome caractéristique?

Posté par
raymond Correcteur
Matrice diagonalisable / valeurs propres / vecteurs propres 12-12-07 à 13:25

Bonjour.

En regardant la matrice, il arrive effectivement que certaines valeurs propres soient apparentes.

Appelons B = (u,v,w) la base canonique et posons A = Mat(f,B).

Les colonnes de la matrices montrent que :

f(u) = 6w
f(v) = u - 11w
f(w) = v + 6w

Alors : f(u) + f(v) + f(w) = f(u + v + w) = u + v + w.

Ceci signifie que 1 est valeur propre et que u + v + w est un vecteur propre associé.

Ensuite, on sait que si a,b,c sont les supposées valeurs propres on a toujours :

1°) tr(A) = a + b + c
2°) det(A) = a.b.c

Ici, sachant que a = 1, cela donne :

1°) b + c = 5
2°) b.c = 6

b et c sont solutions de X² - 5X + 6 = 0. Ce qui donne bien le résultat annoncé.

Bon, il est par ailleurs possible que l'énoncé signale que les valeurs propres sont simples à déterminer uniquement parce que le polynôme caractéristique et ses racines sont très simples à calculer dans le cas présent.

Posté par L Irlandais (invité)re : Matrice diagonalisable / valeurs propres / vecteurs propre 12-12-07 à 14:28

je n'connaissais pas cette méthode,
Appelons B = (u,v,w) la base canonique et posons A = Mat(f,B).

Ca marche a tous les coups? en gros le coefficient que l'on trouve en ajoutant f(u) f(v) et f(w) est une valeur propre c'est bien cela?


Merci pour cette réponse rapide raymond!

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrice diagonalisable / valeurs propres / vecteurs propre 12-12-07 à 16:58

Non, cela ne marche pas à tous les coups. Ici, on a le cas où l'on "voit" que :

f(u) + f(v) + f(w) = u + v + w.

En posant X = u + v + w, cela signifie que f(X) = 1.X d'où la présence de la valeur propre 1.

Par contre, un cas qui marche bien : une colonne n°j proportionnelle au vecteur de base n°j.

Exemple :

2$\textrm A = \begin{pmatrix}2&0&3\\5&4&0\\1&0&2\end{pmatrix}

En regardant la 2ème colonne, on voit que f(v) = 4.v. Donc, 4 est une valeur propre.



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