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Matrices semblables

Posté par Sangoku (invité) 23-09-06 à 14:50

Bonjour à tous,
voila je suis en plein dans les matrices semblables et je ne sais pas trop comment procéder pour montrer que deux matrices sont semblables.
J'ai 3 matrices :
3$A=\({{0}{0}{1}\\{0}{0}{0}\\{0}{0}{0}}\)
3$B=\({{0}{1}{0}\\{0}{0}{0}\\{0}{0}{0}}\)
3$C=\({{0}{1}{0}\\{0}{0}{1}\\{0}{0}{0}}\)
Je dois montrer que A et B sont semblables entre elles mais non semblables à C.
J'ai trouvé ce dernier point.
A²=0 B²=0 mais C²0.
Par contre je ne sais pas comment je peux procéder pour montrer que A et B sont semblables.
Je sais juste qu'elles sont semblables s'il existe P inversible telle que A=PBP^(-1)
NB:j'ai fait des recherches, il y a des méthodes avec des polynomes caractéristiques mais je n'ai pas encore fait ca.
Voila merci à tous de m'aider.

Posté par
otto
re : Matrices semblables 23-09-06 à 15:14

Bonjour,
c'est facile de trouver P pour passer de A à B.
Ensuite, il suffit de montrer que A n'est pas semblable à C et c'est fini (parce que la similitude est une relation d'équivalence)

A^2=0
C^2=A non nul

Si A et C étaient semblables, alors
C^2=P^(-1)A^2P=0 ce qui n'est visiblement pas le cas.
a+

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 23-09-06 à 15:17

Bonjour
Pour montrer qu'elles ne sont pas semblables à C vous donnez un bon argument, rarement utilisable. Le mieux est de remarquer que A et B sont de rang 1 et que C est de rang 2.
Votre définition de "semblable" est juste, mais peu utilisable. En fait deux matrices sont semblables si elles représentent la même application linéaire dans des bases différentes. Soit (e1, e2, e3) la base canonique et soit u l'application linéaire définie par A par rapport à cette base. Alors u(e1)=u(e2)=0 et u(e3)=e1.
Prenons pour nouvelle base (e1,e3,e2). Vérifiez que la matrice de u par rapport à cette base est bien B.

Posté par Sangoku (invité)re : Matrices semblables 23-09-06 à 16:47

Merci à vous deux pour votre aide.
Donc pour montrer que A et B sont semblables, je dis que :
A est la matrice d'une application linéaire u dans une base (e1,e2,e3).
A=Mat(u,((e1,e2,e3))
avec u(e1)=0, u(e2)=0, u(e3)=e1.
B=Mat(u,((e1',e2',e3'))
u(e1')=u(e1)=0
u(e2')=u(e3)=e1
u(e3')=u(e2)=0.
Donc A et B sont semblables.
J'espère que c'est ca

Posté par Sangoku (invité)re : Matrices semblables 24-09-06 à 10:54


mais bon après une nuit de réflexion je pense que j'ai écrit des bétises

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 24-09-06 à 14:31

Bonjour
C'est presque ça. Avec vos notations: u(e2')=u(e3)=e1=e'1. Il faut que ça soit clair que B va de la base avec des prime vers elle-même.

Posté par Sangoku (invité)re : Matrices semblables 24-09-06 à 14:43

Bonjour
Alors en résumé, ca me donne :
A est la matrice d'une application linéaire u dans une base (e1,e2,e3).
A=Mat(u,((e1,e2,e3))
avec u(e1)=0, u(e2)=0, u(e3)=e1.
B=Mat(u,((e1',e2',e3'))
u(e1')=u(e1)=0
u(e2')=u(e3)=e1=e1'
u(e3')=u(e2)=0.
Ces deux matrices ont le même rang, elles sont semblables.
Je crois que je tiens le bon bout

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 24-09-06 à 14:55

Attention, ce n'est pas parcequ'elles ont le même rang qu'elles sont semblables (c'est nécessaire, mais pas suffisant) c'est bien parcequ'elles représentent la même application linéaire.

Posté par Sangoku (invité)re : Matrices semblables 24-09-06 à 15:14

Oui je sais mais je me suis mal exprimé
Mais pour rédiger mon exercice je dois le mettre quand même ou pas?
Ou le reste de la démonstration convient?
A savoir :
A est la matrice d'une application linéaire u dans une base (e1,e2,e3).
A=Mat(u,((e1,e2,e3))
avec u(e1)=0, u(e2)=0, u(e3)=e1.
B=Mat(u,((e1',e2',e3'))
u(e1')=u(e1)=0
u(e2')=u(e3)=e1=e1'
u(e3')=u(e2)=0.
Les matrices A et B représentent la même application linéaire, elles sont donc semblables.
Merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 24-09-06 à 16:28

Absolument, ça va!
A titre d'entrainement; maintenant que vous avez la nouvelle base, essayez quand même d'écrire P (la fameuse P de la définition de "semblable")

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 31-10-08 à 21:00

Bonsoir,
En cherchant des informations sur les matrices semblables je suis tombée sur ce sujet et je ne comprends pas pourquoi nécessairement e1=e1'.J'ai peut-être loupé quelquechose...merci de votre aide

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 31-10-08 à 21:39

S'il vous plaît est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer la démonstration qu'il faut faire entre les deux bases pour montrer qu'elles sont semblables et pourquoi e1=e1'?

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 31-10-08 à 21:40

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:11

Bonjour

Pour montrer que deux matrices sont semblables il faut montrer qu'elles représentent la même application linéaire.

Ici: Si on note u l'application linéaire dont la matrice par rapport à la base canonique est A, on a

u(e_1)=u(e_2)=0\  et\ u(e_3)=e_1

Si on prend pour nouvelle base e'_1=e_1,\ e'_2=e_3\ et\ e'_3=e_2 on voit que

u(e'_1)=0,\  u(e'_2)=e'_1\ et \ u(e'_3)=0

La matrice de u par rapport à cette nouvelle base est B.

Il n'y a pas de choix unique, on peut choisir les bases comme on veut...

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:16

Ah d'accord on prend un peu ce qui nous arrange...
Mais ce que je trouve bizarre c'est qu'au final on arrive à la même base car
(e1,e2,e3)=(e1,e3,e2) non?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:22

Certainement pas! La preuve en est que la matrice n'est pas la même.

Une base est une famille ordonnée de vecteurs!

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:25

D'accord merci beaucoup!
Mais alors on peut faire cette méthode que parcequ'on veut montrer qu'elles sont semblables? On ne peut pas s'en servir pour savoir si elles sont semblables?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:34

Il y a des tas de cas où on peut voir d'emblée qu'elles ne sont pas semblables! (pas le même rang, une nilpotente et pas l'autre, idempotentes pas du même ordre...)

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:35

D'accord et que veut dire nilpotente? svp

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:36

Ah que la diagonale est nulles c'est ça ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:37

M nilpotente k tel que Mk=0.

Mais ne te lance pas au hasard dans de telles vérifications...

Posté par
chaizey
re : Matrices semblables 01-11-08 à 14:41

Oui oui mais c'était juste pour savoir!
Merci pour ces indications...

Posté par
taupin
re : Matrices semblables 01-04-13 à 18:16

Bonjour Camelia, j'aimerais avoir ton avis sur une réflexion que je me suis fait en lisant ton explication :
Si tu prends comme matrices 3*3 les matrices suivantes (je viens de m'inscrire donc les codes sont nouveaux pour moi, j'ai fais au mieux)

\large A\ =\ \left( \begin{array}{c|ccc} & 1 & 2 & 3 \\ \hline 1&1&0&-1\\2&2&1&-3\\ 3&3&2&-5 \end{array} \right)

\large B\ =\ \left( \begin{array}{c|ccc} & 1 & 2 & 3 \\ \hline 1&1&-1&0\\2&2&-3&1\\ 3&3&-5&2 \end{array} \right)

On inverse donc comme tu le suggères 2 colonnes de A pour obtenir B
Si f=can(A) avec B(e1,e2,e3) la base canonique associée
alors dans B'(e1,e3,e2) on a MatB'(f)=B. Es-tu d'accord jusqu'à présent ?

Si on suit ton raisonnement, qui me paraît juste, alors A et B représente le même endomorphisme f dans 2 bases différentes, elles sont donc semblables.

Cependant, on remarque aisément que Tr(A)Tr(B) ce qui est contradictoire !
En effet 2 matrices semblables ont nécessairement la même trace, ce qui fonctionnait dans le cas plus simple ci-dessus mais pas ici.

Ma question est donc la suivante: pourquoi A et B ne sont-elles pas semblables ?
Merci d'avance !

Posté par
taupin
re : Matrices semblables 01-04-13 à 18:38

Je m'up moi-même
en fait la matrice B ne représente pas MatB'(f), en effet avec B'=(e1,e3,e2) il faut aussi inverser L2 et L3...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Matrices semblables 02-04-13 à 11:30

Voilà! Et Bienvenue sur l'



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