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Niveau Licence Maths 1e ann
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Problème corrigé et matrices, noyau et image

Posté par
Ennydra
07-01-18 à 16:04

Bonjour,

Je travaille sur un exercice corrigé dont je ne comprends pas les réponses des questions 3 et 4.

Soit A \in M_n(\R) une matrice symétrique semi-définie positive et S \in M_n(\R) une matrice symétrique définie positive.
On note (x,y)_S = y^T Sx le produit scalaire associé à la matrice S et on écrit x \perp_s y si y^T Sx = 0.

On a montré dans les questions 1 et 2 que \text{Im}(S^{-1} A) = (\text{Ker}(A))^{\perp_S}.

3) On a donc \R^n = \text{Ker}(A) \oplus \text{Im}(S^{-1} A)). (1)

Soit b \in \text{Im}(A). Montrer qu'il existe un unique élément u' de \text{Im}(S^{-1} A)) tel que l'ensemble des solutions du système linéaire Au=b soit \{u'\} + \text{Ker}(A).

La réponse : Comme b \in \text{Im}(A), il existe u' \in \text{Im}(S^{-1} A) et z \in \text{Ker}(A) tel que u=u'+z.
Si u_1 = u_1' + z_1 et u_2 = u_2' + z_2 sont deux solutions de Au=b tels que u_1', u_2' \in \text{Im}(S^{-1} A) et z_1,z_2 \in \text{Ker}(A), on a A(u_1'-u_2')=0 ce qui implique u_1'=u_2'. Il existe donc un élément u' de \text{Im}(S^{-1} A) tel que l'ensemble des solutions soit \{u'\} + \text{Ker}(A).

J'ai vraiment du mal à comprendre cette réponse... Je ne comprends pas la première ligne de la réponse.

4) On définit la méthode itérative u^{(k+1)} = u^{(k)} - \alpha S^{-1} (Au^{(k)} -b).

Montrer par récurrence que la composante du vecteur u^{(k)} dans \text{Ker}(A) (pour la décomposition (1)) ne dépend pas de k : on le notera w.

La réponse : Si u^{(0)} = w+y avec w \in \text{Ker}(A) et y \in \text{Im}(S^{-1} A) : on démontre que u^{(k)} = w + y^{(k)} : supposons la propriété vraie au rang k : u^{(k+1)} = w+y^{(k)} - \alpha S^{-1} (Au^{(k)} -b) et y^{(k)} - \alpha S^{-1} (Au^{(k)}  -b) \in \text{Im}(S^{-1}A) (pourquoi????). La propriété est vraie au rang k+1.

J'ai peut-être (sûrement) des difficultés au niveau de certaines définitions mais je ne comprends vraiment pas ces deux réponses... Si quelqu'un pouvait m'expliquer brièvement je lui en serais très reconnaissante !

Posté par
verdurin
re : Problème corrigé et matrices, noyau et image 07-01-18 à 17:28

Bonsoir,
pour la question 3, à mon avis il y a un morceau de texte qui manque :

Citation :
[/b] Comme b \in \text{Im}(A), il existe u dans Rn tel que b=Au, puis il existe   u' \in \text{Im}(S^{-1} A) et z \in \text{Ker}(A) tel que u=u'+z

Posté par
Ennydra
re : Problème corrigé et matrices, noyau et image 08-01-18 à 14:46

Ah oui merci là ça change tout pour la 3, je regarde la 4 !



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