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Niveau Licence Maths 1e ann
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noyaux d'une matrice

Posté par
chahrour
25-08-14 à 12:19

Bonjour à tous,

J'ai une question sur le noyaux des matrices, tout d'abord, je travaille sur un corp fini

j'ai deux matrices A et B avec chacune dimesion du Ker égale à 1.
Notons a et b, tel que : A.a = 0 et B.b = 0.
Est ce qu'on peut dire quelque chose sur la dimension du Ker de la matrice A.B ?

Merci

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 12:28

Oui, on peut l'encadrer.
Un minorant pour la dimension ?
Un majorant pour la dimension ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 13:44

Je sais que y a b qui appartient au Ker de AB mais je ne sais pas si y en a d'autres. J'aimerai savoir la dimension exacte si c'est possible. Merci

Posté par
athrun
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 14:28

Tu donnes la réponse dans ta première phrase... si b est un élément non nul du noyau de B, comme ce dernier est de dimension 1, alors il est engendré par b. Donc si le noyau de AB contient b, il contient tout élément du noyau de B et on a l'inclusion ker(B)ker(AB). Tu dois pouvoir en déduire une minoration.

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 15:29

oui j'ai compris , mais je veux savoir si on peut faire mieux, je veux savoir si on peut connaitre la dimension exacte, sachant que les deux matrices A et B sont de dimension 1.

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 15:43

1°) Que veux tu dire par "les deux matrices A et B sont de dimension 1" ?

2°) Si tu as compris, peux-tu expliciter la minoration de la dimension du noyau de AB (juste pour être sûr) ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 15:47

1) je voulais dire le Ker est de dimension 1 , dsl

2) Si j'ai bien compris la dimension du noyaux de AB est au moins 1, car on sait que b \in Ker(AB)

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 15:59

OK. Il ne reste plus qu'à majorer la dimension du noyau de AB. Peux tu le décrire en faisant intervenir le noyau de A ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 16:03

Je pense que j'ai compris,
Ker(AB) = {a', b} tel que B.a' = a

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 16:05

Tu as peut-être compris, mais c'est en tout cas très mal écrit. (Disons que ça ne pourrait pas être accepté comme valable dans une copie).

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 16:28

Pour préciser la critique :
1°) Penses-tu que {a',b} est un sous-espace vectoriel ?
2°) Qu'est-ce qui t'assure qu'il existe a' tel que Ba'=a ?
Et bien sûr il faudrait l'argumentation.

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 16:41

Bon pour l'existence de a' j'avoue que je ne suis pas sûr qu'il existe.
est ce que {a', b} est un s.e.v, je pense pas mais j'ai pas d'argument, donc si ce n'est pas s.e.v donc y a d'autres solutions c'est ça ?

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 17:11

M'enfin ? Est-ce qu'un ensemble formé de deux vecteurs est un sous-espace vectoriel ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 17:17

non c'est pas un s.e.v mais je vois pas vraiment le rapport avec ma question (excusez mon niveau en Algèbre)

Posté par
athrun
re : noyaux d'une matrice 25-08-14 à 18:03

Le noyau d'une application linéaire est un sev...

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 09:37

Ok donc le Ker est de la forme {a' + b} avec , au corps. (ça change pas grand chose pour mon cas puisque je travaille sur le crop {0,1})

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 09:47

Bien sûr que si, ça change !
Par ailleurs, tu n'as toujours pas donné d'argument, et toujours pas résolu la question : existe-t-il a' tel que Ba' = a ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 10:03

J'arrive pas à confirmer s'il existe

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 10:13

Est-ce que l'application x\mapsto Bx est surjective ?
Peut-être faut il distinguer suivant que le vecteur a qui engendre \ker A est ou non dans l'image de B ?
J'attends toujours un début d'argument.

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 11:00

Voila ce que j'ai trouvé, mais je suis pas sûr :

On a :
B.b = 0 => B.b + x = x
        => B.(b + B-1x) = x
Or B n'est pas inversible, donc : x -> Bx n'est pas surjective

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 11:49

Mouais, comme tu le vois toi-même, ça ne va pas. Repartons sur de bonnes bases.

On a comme hypothèse \ker A=\mathrm{vec}(a) et \ker B=\mathrm{vec}(b)a et b sont des vecteurs non nuls. (\mathrm{vec} veut dire "sous-espace vectoriel engendré par".)

Un vecteur x appartient à \ker AB si et seulement si A(Bx)=0, c.-à-d. si et seulement si Bx appartient à \ker A=\mathrm{vec}(a).

De deux choses l'une :

- Ou bien a appartient à l'image de B, c.-à-d. qu'il existe a' tel que Ba'=a. Alors ... et en conclusion, dans ce cas \dim(\ker AB)= {?}.

- Ou bien a n'appartient pas à l'image de B. Alors ... et en conclusion, dans ce cas \dim(\ker AB)= {?}.

Je te laisse remplir les ... et les ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 12:07

si a \in Img(B) alors B inversible ce qui n'est pas le cas, ou bien a est nul ce qui n'est pas le cas non plus. dans ce cas dim Ker = 1

si a \notin Img(B) alors il n'existe pas de a' \neq b alors dim Ker = 1

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 12:22

Ca comlmence très mal : "si a \in Img(B) alors B inversible" (pourquoi ?), et ça continue pareil

Bon, je fais un cas parce que je fatigue à essayer de te guider.

- Ou bien a appartient à l'image de B, c.-à-d. qu'il existe a' tel que Ba'=a. Alors Bx\in\ker A= \mathrm{vec}(Ba') si et seulement si il existe un scalaire \lambda tel que Bx=\lambda Ba', ce qui équivaut à x-\lambda a'\in \ker B ou encore au fait qu'il existe un scalaire \mu tel que x=\lambda a' + \mu b. Ainsi \ker(AB)=\mathrm{vec}(a',b) et a' et b sont linéairement indépendants (je te laisse la vérification). En conclusion, dans ce cas \dim(\ker AB)= 2.

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 14:04

dans le 2eme cas dim(Ker AB) = 1 car la solution a' n'existe pas donc Ker(AB) = vec(b)
(J'avoue que je suis allé encore vite)

pour moi = 0 ou 1
donc dans le 1er cas : Ker(AB) = {a', b, a'+b, 0}
dans le 2eme cas     : Ker(AB) = {b, 0}

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 14:05

mais comment savoir si a \in Img(B) ?

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 14:15

Tu n'as toujours pas compris que les deux cas peuvent se présenter, avec les informations que tu donnes ?

Posté par
chahrour
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 14:45

J'ai pas compris votre question >_<

Posté par
Robot
re : noyaux d'une matrice 26-08-14 à 15:48

Bon ben je ne vois pas ce que je peux y faire alors.



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