Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

Pblm matrices

Posté par jacko78 (invité) 24-03-05 à 18:23

Bonjour, on considere la matrice 4$A=\(\array{\\~&1&2&2\\&2&1&2\\&2&2&1\)

a) Determiner A^2-4A.

b) \textrm Montrer \forall n \in \mathbb{N}, \exists (U_n,V_n) \in \mathbb{R}^2 tels que : A^n=U_nA+V_nI_3

c) \textrm Determiner les suites (U_n) et (V_n), puis A^n pour tout n de \mathbb{N}

voila pour la a) ya aucun probleme bien sur, c'est apres que je n'y arrive pas, pouvez vous m'aider?
Merci a tous

Posté par titimarion (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 18:32

Salut
a) Tu as donc trouvé A^2-4A=5I_3
b)Donc A^3=A\times A^2=A(4A+5I_3)=4A^2+5A=4(4A+5I_3)+5A=21A+20I_3
Tu peux donc montrer assez facilement par récurrence que c'est vrai pour tout n.
Essaie de faire une récurrence sur n.

c)Ce qu'il faut voir c'est que A^{n+1}=A\times A^n=A(U_nA+V_nI_3)=U_nA^2+V_nA=(4U_n+V_n)A+5U_nI_3
Ainsi U_{n+1}=4U_n+V_n et V_{n+1}=5U_n

Posté par jacko78 (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 18:38

Quelle reponse ultra rapide dis donc...
Merci a toi titimarion, je vois bien pour la b) et je vais de suite tenter la recurrence, par contre la c) je comprend nettement moins mais je reposterai si je n'y arrive pas...Merci bcp

Posté par titimarion (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 18:41

En fait ce que j'ai mis en c permet de montrer la récurrence est a pret il faut étudier les deux suites

Posté par jacko78 (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 18:58

ok, pour la recurrence du b, quand je suis pour le rang n+1, est ce correct d'écrire An+1=A*An ou non? parce que comme ce n'est pas commutatif est ce pareil que An*A?
Je suis pas a l'aise avec le fait que ca ne soit pas commutatif...

Posté par titimarion (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 19:11

En effet cela peut paraitre génant car l'ensemble des matrices n'est pas commutatif cependant par définition
A^n=A\times ...\times A n fois donc dans ce cas on peut bien faire commuter A^n et A pas de soucis.

Posté par jacko78 (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 19:15

sinon pour la c) je trouve bien les suites que tu m'as donné, j'en deduit pour n different de 0 que l'on aura : Un+2-4Un+1-5Un et je pensais passer par l'equation caracteristique, c'est la bonne methode ?

Posté par titimarion (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 19:20

Je pense en effet que c'est la bonne méthode une fois que tu as trouvé Un tu peux en désuire Vn et enfin An

Posté par jacko78 (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 19:29

ok j'ai terminé pour Un et je trouve pour tout n entier naturel :
 U_n=\frac{1}{6} \times (5^n+(-1)^{n+1})
Je pense que tu confirmera je ne dois pas m'etre trompé la dessus tout de meme. Juste une remarque : est ce que cela ne comprend pas uniquement les suites geometriques ?

Posté par titimarion (invité)re : Pblm matrices 24-03-05 à 19:35

Désolé ca fait longtemps que je n'ai pas cherché les solutions de tels suites je en me souvien splus exactement de la méthode.
Mais cela parait juste car ton Un vérifie la relation que l'on a trouvé

Posté par yasmail (invité)solution bcp plus amusante qui permet de bien reviser le cours 02-05-05 à 01:45

la matrice A est une matrice symetrique donc il existe une base de vecteur prore dans laquelle a est semblable a une matrice D diagonale.donc il existe P une matrice orthogonale tele que D=P^(-1)*A*P
donc A=P*D*P^(-1)
calcul a effectuer etc apres tu trouve directement A^n et tu decompose en une somme pour trouver la question
c un peu plus long que le reste mais tu fais tout le tour du cour

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re: Pblm matrices 02-05-05 à 03:14

La question a/ donne: A² -4A = 5I3
d'où le polynome P(X)= X²-4X-5 est un anulateur de A (c'est à dire que P(A)=0)
effectuons alors la division euclidienne de X^n par P(X) ,il exite donc deux polynomes Q(X) et R(X) vérifiant:
X^n = Q(X)P(X)+R(X) avec R=0 ou degP<2
donc on peut écrire:
R(X)= UnX+Vn
en remarquant que -1 et 5 sont racines de P tu as:
(-1)^n=-Un+Vn
5^n=5Un+Vn
systéme facile à résoudre on trouve:
Un=(5^n-(-1)^n)/6 et Vn=(5^n+5(-1)^n)/6
tu remplace maintenant X par A tu as:
A^n=Q(A)P(A)+R(A)=R(A)(puisque P(A)=0) donc:
A^n=UnA+VnI3
Certe je n'ai pas respécté l'ordre des questions mais mon but est de mettre en évidence (à travers cet exercice )l'utilité des polynomes en calcul matriciel. Salut !!!



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !