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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Norme triple

Posté par
AnneDu60
19-06-18 à 01:29

Bonsoir !
Soit n* et soit AMn(). On note A l'endomorphisme de n envoyant un vecteur colonne X sur le vecteur colonne AX. Calculer la norme triple de A dans les cas suivants

1) A: (n,|| ||)(n,|| ||)

2)A: (n,|| ||1)(n,|| ||)

3) A: (n,|| ||1)(n,|| ||1)

Concernant la 1)
Déjà j'ai montré que A est uniformément continue. Comme elle est linéaire alors A est bornée sur la boule unité de n donc |||A||| existe

On pose  B={||A(X)||, ||X||1}
On a |||A|||=sup(B)

X B(0,1), ||AX||= |ak1x1+...+aknxn| avec un certain k{1,...,n}.
Par inégalité triangulaire et que ||X||1, il vient que : XB(0,1), ||A(X)|| ak1+...+akn:=M
Donc |||A|||M
D'autre part M=||A(1)|| avec 1=t(1,...,1)
Ainsi M|||A|||.
On a donc, |||A|||=M

Posté par
AnneDu60
re : Norme triple 19-06-18 à 01:33

* M=|ak1|+...+|akn| et n'ayant aucune correction je voudrais savoir si cela est correcte ou pas.

Posté par
luzak
re : Norme triple 19-06-18 à 08:06

Tant que tu ne dis pas comment tu as choisi k tu n'as rien dit !

Si Y=AX tu dois calculer les composantes de Y et décider laquelle est la plus grande.
Je verrais plutôt : |y_i|=\Bigl\lvert\sum_{1\leqslant k\leqslant n}a_{ik}x_k\Bigl\rvert\leqslant\lVert X\rVert_{\infty}\sum_{1\leqslant k\leqslant n}|a_{ik}| et tu montres que le maximum des sommes \sum_{1\leqslant k\leqslant n}|a_{ik}| convient (c-à-d majore et est atteint).

Pour la norme 1, dans les deux espaces, même démarche : tu devrais voir apparaître le maximum des sommes sur les colonnes.

Le cas où on change de normes entre les espaces de départ et d'arrivée est assez inhabituel, je ne connais pas le résultat. Ce qui ne veut pas dire que c'est difficile.

Posté par
AnneDu60
re : Norme triple 19-06-18 à 20:18

Bonsoir!

||A(X)||=max{|a11x1+.....+a1nxn|,......,|an1x1+......+annxn|
Donc il existe k {1,...,n} / ||A(X)||=|ak1x1+.....+aknxn|
Ainsi on montre que ||A(X)|||ak1|+......+|akn|=M
Toutefois pourquoi M est atteint ?

Posté par
luzak
re : Norme triple 19-06-18 à 21:26

Où vois-tu la majoration par la somme des |a_{ki}| ?
Que fais-tu des x_i ?

Je t'ai donné la méthode à suivre : majore les |x_k| par \lVert X\rVert_{\infty} puis majore |y_i|.
Ensuite, tu prends la plus grande des sommes sur les lignes.

M est atteint par un choix convenable de X. Je te laisse chercher.

La réponse serait :  |\!|\!|A|\!|\!|=\max\limits_{1\leqslant i\leqslant n}\Bigl(\sum_{1\leqslant j\leqslant n}|a_{ij}|\Bigr)

.............................................
Quand on utilise la norme 1 dans chaque espace, tu considères c_j=\sum_{1\leqslant i\leqslant n}|a_{ij}| (sommes sur les colonnes).
Tu prends la plus grande de ces sommes, disons c_k et tu montres que \lVert Y\rVert_1\leqslant c_k\lVert X\rVert_1.
De nouveau tu choisis un X qui donne l'égalité !

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Norme triple 19-06-18 à 22:01

Pour le cas 2) il est assez facile de montrer que :

||AX||_{\infty}\leqslant\lambda||X||_1\lambda=\displaystyle\max_{i,j}|a_{i,j}|

reste alors à voir que \lambda est atteinte pour un certain X de la sphère unité de (\mathcal M_{n,1}(\mathbb R),||.||_1) sauf erreur de ma part bien entendu

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Norme triple 19-06-18 à 22:08

avec l'identification habituelle : \mathbb R^n\sim M_{n,1}(\mathbb R)

Posté par
AnneDu60
re : Norme triple 20-06-18 à 22:00

Bonsoir !

M:=max1inSomme|aik| pour k allant de 1 à n

On a montré que |||A|||M
Montrons qu'il existe XBn(0,1) tq M=||A||
On sait que Xn,
||A(X)||= max1in |Sommeaikxk|
On prend X=t(x1,...,xn)n telle que :
k{1,...,n}, xk=-1 si aik<0 et 1 sinon.
Donc (i,k){1,...,n}2, aikxk0 . Donc (i,k){1,...,n}2, aik=|aik|
De plus, k{1,...,n},xk=1
Il vient donc que : ||A(X)||=max1in|Somme|aikxk|=max1inSomme|aikxk|=...=M
Donc M est atteint donc M|||A|||.
D'où |||A|||=M.

Posté par
luzak
re : Norme triple 21-06-18 à 08:05

tu devrais te relire !
Tu supposes qu'il existe des coefficients négatifs et la ligne d'après tu affirmes que chaque coefficient est égal à sa valeur absolue...
idem, tu prends des x_k égaux à -1 pour dire, deux lignes plus loin, que x_k=1...
Ta définition des x_k est incohérente : si a_{1k}<0 et a_{2k}\geqslant0, que vaut alors x_k ?

Tu devrais :
. commencer par choisir un entier p correspondant au maximum des sommes sur les lignes
. choisir ensuite un vecteur colonne X en utilisant seulement ce qui se passe sur cette ligne.
Le choix que tu proposes semble intéressant (on pourrait aussi dire x_k=\dfrac{a_{pk}}{|a_{pk}|}, x_k=1 si a_{pk}=0)
. remarquer que \lVert X\rVert_{\infty}=1
. continuer en écrivant correctement |a_{pk}x_k|=|a_{pk}|

Posté par
etniopal
re : Norme triple 21-06-18 à 15:04

Soit N la norme x     k(|xk|) sur E =    n   et f   L(E)    ayant A pour  matrice dans la base canonique  (e1,....,en) de E ..


Pour tout k on a :  N(ek) = 1 et N(f(ek) =  j |A(j,k)|   (ek) =  j A(j,k).ej  .
  On en déduit donc que |||f|||     Maxk(  j |A(j,k)| ) , que je note p(A)  .

Avec un peu de calcul on montre que pour tout x E on a : N(f(x))   p(A).N(x) de sort que p(A) = |||f||| .

Posté par
etniopal
re : Norme triple 21-06-18 à 15:13

L'antépénultième ligne est à remplacer par

Pour tout k on a : N(f(ek) =  j |A(j,k)|   puisque f(ek )=  j A(j,k).ej

Posté par
AnneDu60
re : Norme triple 21-06-18 à 18:18

Bonjour, je pense avoir compris

Reprenons depuis le début.

On note B={Xn/||X||1}

Soit XB. X=t(x1,.....,xn)
Y=t(y1,.....,yn)=A(X)=AX=t(Somme a1jxj,.....,Somme anjxj).

On sait que : i{1,...,n},  |Somme aijxj|Somme |aij|
Somme |apj|=M avec M=max1inSomme |aij|
Donc ||A(X)||M.
Donc MB, ||A(X)||.
Donc |||A|||M.

On choisit Xn tel que j{1,...,n}, xj=-1 si apj<0 et xj=1 si apj0.
j{1,...,n}, |xj|=1. Donc XB.
j{1,...,n}, apjxj=|apjxj|.
On a donc A(X)=t(Somme a1jxj,......,Somme ap-1jxj,Somme|apjxj|,Somme ap+1jxj,......,Somme anjxj)

Or i{1,...,n}, |Somme aijxj|Somme |aijxj|=Somme |aij||xj|=Somme |aij|M.
Donc ||A(X)||=M. Donc M=|||A|||

Vous pouvez me dire si c'est juste  ?

Posté par
luzak
re : Norme triple 22-06-18 à 08:01

Cela me semble correct !
Il n'était pas indispensable de rester dans la boule unité, mais c'est une bonne option si cela te simplifie les calculs.



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