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Matrice et suites

Posté par mathematiques (invité) 02-04-06 à 13:57

Bonjour

Soit la matrice A=M-6In.
M=4$A=\(\array{&5&-1&-2&1\\&0&6&0&0\\&1&1&8&-1\\&1&1&2&5\)

* Montrer qu'il existe un réel un tel que Mn=6n(I4+unA).

Je trouve Mn=6n(I4+nA).
Est-ce que c'est correct ?
Comment exprimer un+1en fonction de un ?

* Comment déterminer l'expression de an, bn, cn, dn en fonction de n, a0, b0, c0, et d0 ?

On a :
\{{a_{n+1}=5a_n-b_n-2c_n+d_n\atop b_{n+1}=6b_n \\ c_{n+1}=a_n+b_n+8c_n-d_n \\ d_{n+1}=a_n+b_n+2c_n+5d_n}

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 14:42

Bonjour mathematiques

Je voudrais juste te poser une question : Est-ce que par hasard, la matrice que tu as écrite dans ton message ne serait pas M (et non A) ?

kaiser

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 02-04-06 à 14:47

Oui je me suis tompé, c'est la matrice M.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 14:52

Comment es-tu arrivé au résultat \Large{u_{n}=n} ?
D'ailleurs, pour n=1, c'est faux.

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 02-04-06 à 15:05

Voici le détail de mon calcul :
M^n=(A+6I_4)^n=\Bigsum_{k=0}^\n~\(n\\k\)A^k(6I_4)^{n-k}=\Bigsum_{k=0}^\1~\(n\\k\)A^k(6I_4)^{n-k}=(6I_4)^n+nA(6I_4)^{n-1}=6^n(I_4+nA)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 15:10

OK !
Je suis d'accord avec la méthode utilisant le binôme de Newton.
Par contre, je ne suis pas d'accord sur la fin.
En effet, en factorisant par \Large{6^{n}}, tu te retrouverais plutôt avec \Large{M^{n}=6^{n}(I_{4}+\frac{n}{6}A)}

Kaiser

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 02-04-06 à 15:27

Ensuite je dois exprimer u_{n+1} en fonction de u_n, puis en déduire u_n en fonction de n. Mais je connais déjà u_n=n/6, alors je ne vois ce que je dois trouver.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 15:31

C'est un peu bizarre comme la question est posée, mais bon, si c'est comme ça, tu peux toujours faire une récurrence.
Pour n=0, c'est vrai avec \Large{u_{0}=0}.
Ensuite, tu montres que \Large{M^{n+1}=6^{n+1}(I_{4}+u_{n+1}A)}, en exprimant \Large{u_{n+1}} en fonction de \Large{u_{n}}.

Kaiser

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 02-04-06 à 16:12

Mais la récurrence sert à démontrer que la relation est vraie pour tout n. On sait déjà que c'est vrai pour tout n.

Comme u_n=n/6 on a  u_{n+1}=(n+1)/6.
Est-ce une bonne justification ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 16:19

Ce que je voulais dire, c'était que la manière dont l'énoncé est tourné suppose que l'on doit d'abord montrer l'existence de cette suite, et seulement après l'exprimer en fonction de n et c'est ça qui me paraît bizarre parce que l'on peut déterminer cette suite directement à l'aide de la formule du binôme.


Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 02-04-06 à 16:44

Pour la question suivante, je trouve : u_{n+1}=MU_n, avec U_n=\(a_n\\ b_n\\ c_n\\ d_n\), mais je suis bloqué pour la fin ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 02-04-06 à 18:23

ça ne te fait pas penser à une suite géométrique (mais version matricielle) ?
Essaie d'exprimer \Large{U_{n}} en fonction de \Large{U_{0}}, de M et de n.
Ensuite, utilise la question précédente.

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 03-04-06 à 20:33

J'arrive finalement à : u_n=M^nu_0
Donc \(a_n\\ b_n\\ c_n\\ d_n\)=M^n\(a_0\\ b_0\\ c_0\\ d_0\)
Là je ne sais plus trop quoi faire

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 03-04-06 à 20:49

Bonjour mathematiques

Dans la question précédente, n'aurais-tu pas calculer \Large{M^{n}} par hasard ?
Il ne te reste plus qu'à remplacer.

Kaiser

Posté par mathematiques (invité)re : Matrice et suites 03-04-06 à 20:56

Je pense en fait avoir trouvé :
\(a_n\\ b_n\\ c_n\\ d_n\)=\(\array{\6^n-n/6&-n/6&-n/3&n/6\\0&6^n&0&0\\n/6&n/6&6^n+n/3&-n/6\\n/6&n/6&n/3&6^n-n/6}\)\(a_0\\ b_0\\ c_0\\ d_0\)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrice et suites 03-04-06 à 21:15

N'oublie pas que l'on a \Large{M^{n}=6^{n}(I_{4}+\frac{n}{6}A)} (le \Large{6^{n}} est en facteur).



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