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Matrice et suite

Posté par
elevedetremS
25-02-13 à 17:35

Bonjour à tous ! Voià je suis ici car j'ai un exercice (relativement long) à faire. J-ai réussi à faire la majorité des question mais je bloque sur certaines. J'aimerai donc si possible que quelqu'un m'aide à les comprendre et à me donner des pistes pour les faire. Voici l'énoncé :
1) M est une matrice d'odre 3 : M= (2 -2 1 / 2 -3 2 / -1 2 0)
a) vérifier que (M-I)(M+3I)=0 où O est la matrice nulle d'ordre 3 (j'obtiens le bon résultat)
b) en déduire que M-I n'est pas inversible (j'ai fait un raisonnement par l'absurde où au final je trouve des équations impossible, donc M-I non inversible)

2)M^0=I et, M^(n+1)= M^n x M
a)exprimer M² en fonction de M et I (j'ai écrit M²=(MI)²)
b)par récurrence, montrer que M^n = u(n)M + v(n)I avec u(0)=0, v(0)=1 et,    u(n+1) = -2u(n)+v(n) et, v(n+1)= "u(n). (j'ai fait l'initialisation qui est bonne mais je bloque pour faire l'hérédité....)

3) a) vérifier que u(n+1)+v(n+1)=u(n)+v(n)=1 (je n'arrive pas à voir pourquoi c'est égale à 1). Déduire que u(n+1)= -3u(n)+1 (là, c'est ok)
   b) on pose t(n)=u(n)-(1/4). montrer que t(n) est géométrique ainsi que son expression. (je trouve t(n)= (-1/4)x 3^n)
   c)donner les expressions de u(n), v(n) et M^n (j'ai u(n)= (-1/4)x 3^n + (1/4) ; v(n) = (1/4) x 3^n + 3/4 ; pour M^n, il faut remplacer mais, faut-il que je laisse M et I tel quel ? )
4)Autre méthode pour calculer u(n) et v(n) :
a) Déterminer la matrice A telle que :
mat colonne ( u(n+1) v(n+1)) = A x mat colonne (u(n) v(n))
(je trouve A = (-2 1 / 3 0)
b)montrer que : mat colonne (un vn) = A^n x mat colonne (u0 v0)
(je n'ai pas réussi)
c) P= (1 1 /3 -1). je trouve P² = (4 0 / 0 4) ;
P^(-1) = ( 1/4 1/4 // 3/4 -1/4) ; et P^n = (1 1 / (3)^n (-1)^n)
d) calculer A'=P^(-1)xAxP (je trouve A'=(1 0 / 0 (-3))
déduire (A')^n puis A^n. (là, je vois pas comment faire pour A^n)

retrouver l'expression de u(n) et v(n) (il me faut A^n pour ça).

Voilà j'espère que c'est assez clair. J'espère que quelqu'un pourra m'aider...

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 25-02-13 à 19:02

bonsoir,
2)
tu utilises(M-I)(M+3I)=0 =>M²=3I-2M=u_2M+v_2I
tu supposes qu'à un rang n
M^n=u_nM+v_nI
tu calcules
M^{n+1}=M(u_nM+v_nI)=u_nM^2+v_nM=... tu remplaces M^2par 3I-2M ...

3) tu as u_{n+1}+v_{n+1}=u_n+v_n=....=u_1+v_1=1+0=1

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 25-02-13 à 19:19

Merci pour votre aide... mais, il y a un point que je n'ai pas très bien compris.
Pourquoi M²= 3I - 2M ?
il faut utiliser (M-I)(M+3I)=0 ?

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 25-02-13 à 19:58

oui,tu développes,je te l'ai écrit tout au début
pour N^n tu gardes M et I

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 25-02-13 à 19:59

Mn

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 25-02-13 à 20:51

4) A est exacte
pour simplifier l'ecriture je note K_n la matrice [_{v_n}^{u_n}] on a donc  pour tout entier natureln K_{n+1}=AK_n
tu fais une récurrence pour montrer queK_n=A^nK_0

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 25-02-13 à 21:13

D'accord ! Merci beaucoup
Je fais ça ! Je vous tiens au courant...

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 25-02-13 à 22:05

J'ai réussi la récurrence pour M^n.
Ensuite, pour la récurrence avec Kn, j'ai multiplié chaque côté par A et, j'arrive à aboutir.
Voilà voilà
Merci de votre aide (je finierai de chercher pour a d) )

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 26-02-13 à 15:50

Bonjour,
En revoyant ce que j'avais fait, je me suis rendu compte d'une erreur dans l'expression de un et vn c'est (-3)^n et non pas 3^n !
Ensuite, mon expression de P^n est fausse... mais je ne vois pas pourquoi ou en tout cas, je ne vois pas où j'ai pu me tromper...
Pourriez-vous m'aider ?

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 26-02-13 à 18:05

je cois que c'est dans l'expression de t_n    t_{n+1}=-3t_n=>t_n=(-3)^nt_0
et t_0=u_0-\frac{1}{4}=-\frac{1}{4}

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 28-02-13 à 13:53

Oui c'est ça  

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Matrice et suite 30-04-13 à 11:57

Bonjour,

Pour la 4d, écris A en fonction de A', P et P-1.
Ensuite, écris A2, A3 en fonction de A', P et P-1 pour commencer et tu verras apparaitre une récurrence assez évidente.

Posté par
elevedetremS
re : Matrice et suite 01-05-13 à 00:11

D'accord ! merci beaucoup
avec le temps (et de la réflexion) c'est ce que j'avais fini par faire

Posté par
Miyu
re : Matrice et suite 12-06-13 à 13:12

Bonjour,
moi aussi j'essaie de résoudre cet exercice et je ne vois comment on déduit de P2 et et P-1 l'expression de Pn.
Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider ?

Posté par
veleda
re : Matrice et suite 12-06-13 à 14:59

bonjour,
si tu as calculé
P^2=4I=>P.\frac{P}{4}=I=>P^{-1}=\frac{P}{4}

P^0=I
 \\ P=P
 \\ P^2=4I
 \\ P^3=4I.P=4P
 \\ P^4=4P.P=4P^2=4.4I=4^2I
tu cherches une formule pour P^{2k}et une pourP^{2k+1)}

Posté par
Miyu
re : Matrice et suite 13-06-13 à 10:24

D'accord, merci beaucoup.
Mais quand je dois calculer An puis un et vn, je devrai donc toujours dissocier n=2k et n=2k+1 ?

Posté par
ElMaestroo
re : Matrice et suite 26-12-19 à 15:46

Bonjour , j'ai cette exercice a faire , je n'arrive pas du tout à faire la récurrence pour le premier 2b)  , et la 3b) je vois pas du tout comment faire cette exercice.
Même si l'exercice est fait depuis longtemps , jespére que quelqu'un pourra m'aider

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Matrice et suite 26-12-19 à 17:04

Bonjour,
Lis le message du 25/02/2013 à 19h02.

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:19

Bonjour, je bloque sur la 4)d) de cet exercice : J'ai exprimé A en fonction de P‐¹, P et A' : A=A'/(P‐¹×P) soit A=D mais après je n'arrive pas à trouver la récurrence à effectuer... Merci de m'aider

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:36

Pardon soit A=A'/I

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:40

Soit A=A' non ?

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:42

Tesécritures n'ont pas de sens : on ne divise pas les matrices...

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:43

Ah oui quel idiot pardon je corrige ça

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:45

Oké.

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:45

A'=P^(-1)×A*P ainsi A=A'*P^(-1)*P ?

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:50

Non : A = P*A'*P-1

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:51

Et ensuite que dois-je faire ? Tenter d'exprimer A^n et de le démontrer par récurrence ?

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:52

Aucune idée, j'ai pas lu l'exo !
Je répondais juste à ce que tu proposais...

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:52

Pardonnez-moi, j'ai oublié les règles de commutativité des matrices d'ailleurs

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:53

Ah mince, et pourriez-vous m'aider ? Si possible j'ai réussi tout le reste mais là je bloque !

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:53

Les règles de non-commutativité, pour être précis...

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:54

En effet ! C'est la reprise :/

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:55

Miguel56 @ 03-01-2020 à 21:53

Ah mince, et pourriez-vous m'aider ? Si possible j'ai réussi tout le reste mais là je bloque !
Tu en es à quelle question ?

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:55

La dernière, la 4)d)

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:56

Voir ici :

godefroy_lehardi @ 30-04-2013 à 11:57

Bonjour,

Pour la 4d, écris A en fonction de A', P et P-1.
Ensuite, écris A2, A3 en fonction de A', P et P-1 pour commencer et tu verras apparaitre une récurrence assez évidente.

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 21:59

Oui, justement, une fois avoir écrit A=P×A'×P^(-1)  on doit élever au carré : cela donnerait... et là j'ai un doute :/

Posté par
Yzz
re : Matrice et suite 03-01-20 à 22:02

Je vais arrêter là (il est tard !)
Si quelqu'un qui passe dans le coin peut reprendre...    

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 03-01-20 à 22:04

Ah bon... merci tout de même !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Matrice et suite 04-01-20 à 11:12

Bonjour,
La matrice A' est une matrice diagonale.
Commence par trouver à quoi est égal la matrice (A')n.

Ensuite, transforme par exemple A3 = AAA en y remplaçant chacun des trois A par le produit PA'P-1 puis en simplifiant ce qui peut se simplifier.
Généralise pour An.

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 04-01-20 à 11:35

J'ai trouvé, c'est bon merci !
Un=1/4-1/4(-3)^n  et Vn=3/4+1/4(-3)^n

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 04-01-20 à 11:38

Cependant, il me reste une dernière question :
5) En déduire l'expression des coefficients de M^n en fonction de n.
J'imagine qu'il faut remplacer Un et Vn dans l'expression de la question 2)b) mais je bloque

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Matrice et suite 04-01-20 à 13:43

Oui, dans Mn = unM + vnI .

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 04-01-20 à 13:51

Mais je ne comprends pas comment arriver à une matrice à la fin :/

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 04-01-20 à 13:55

Je remplace Un et Vn par les valeurs trouvées au dessus et M et I par leurs matrice respectives mais on ne peut pas effectuer le produit d'un nombre et d'une matrice, non ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Matrice et suite 04-01-20 à 14:01

Si !
Par exemple P-1 = (1/4)P

Posté par
Cam29
re : Matrice et suite 04-01-20 à 18:32

Bonjour, je n'arrive pas à la question 3)b) ; 3)c) et la 4 , pourriez vous m'aider 😅

Posté par
Miguel56
re : Matrice et suite 05-01-20 à 16:06

C'est bon, j'ai fini ! Merci encore !

Posté par
1nf1nityG
re : Matrice et suite 09-01-20 à 20:43

Malgrès tout ces nombreux messages je reste un peu dans le flou pour la  4)
je remet dans le contexte:
je possede une matrice p=1 1/3  -1
une matrice A= -2 1/3 0
je possède l equation
D=P^(-1)*A*P qui est égale a 1 0/0 -3
on me demande d en deduire D^n qui me donne ensuite 1^(n) 0/0  -3^n
et on me demande d en deduire An pour tout entier naturel et la je bloque
info supplémentaire A=P*D*P^-1
HELP ME PLEASE

Posté par
1nf1nityG
re : Matrice et suite 09-01-20 à 20:44

A^n



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