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Problèmes d orthogonalité

Posté par Evgueny (invité) 07-08-05 à 23:16

Bonjour,
Je n'arrive pas à démontrer que le supplémentaire orthogonal de Sn(R) est bien ASn(R), ensemble des matrices antisymétriques, sur Mn(R). Le produit scalaire considéré est Tr([sup][/sup]tAB).
D'avance merci.

Posté par aicko (invité)re : Problèmes d orthogonalité 08-08-05 à 00:09

bonsoir
supplementaire dans M_n()

1ere etape : montrons que S_n()A_n()={0}

soit MS_n()A_n(
alors
t_M=M  (car MS_n()
et  t_M=-M (car MA_n()

ainsi M= -M donc M=(0) (matrice nulle)

donc comme (0)S_n()A_n()

alors S_n()A_n()={0}

2eme etape : montrons que A_n+S_n= M_n
soit MM_n
on cherche a ecrire M sous la forme M=A+S (1) avec AA_n et SS_n

nous avons t_M=t_{A+S}=t_A+t_S (car la transposée est une appli lineaire)
donc t_M= -A+S (2) (car A antisymetrique et S symetrique)

(1)+(2) : on obtiens S = \frac{M+t_M}{2}
(1)-(2) : on obtiens  A = \frac{M-t_M}{2}

donc voilà l'ecriture de M et elle est unique
conclusion : S et A sont supplementaires


Posté par Evgueny (invité)re : Problèmes d orthogonalité 08-08-05 à 00:19

Merci beaucoup aicko! Ta réponse est super claire, et je comprend mieux maintenant. Par contre, pour prouver que An et Sn sont orthogonaux, est-ce que de faire le produit scalaire entre un elt de Sn et un elt de An et de montrer qu'il est nul suffira?
Merci encore.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Problèmes d orthogonalité 08-08-05 à 00:29

Bonjour Evgueny;
Soit (A,B)\in S_{n}(\mathbb{R})\times AS_{n}(\mathbb{R}) on a en utilisant des propriétés de la trace:
2$\blue tr((tA)B)=tr(t((tA)B))=tr((tB)A)=tr(-BA)=-tr(BA)=-tr(AB)=-tr((tA)B) d'où: 2$\red tr((tA)B)=0 ce qui veut dire que les 2 sous-espaces S_{n}(\mathbb{R}) et AS_{n}(\mathbb{R}) sont bien orthogonaux pour ce produit scalaire et comme:
2$\blue dim(S_{n}(\mathbb{R}))+dim( AS_{n}(\mathbb{R}))=\frac{n(n+1)}{2}+\frac{n(n-1)}{2}=n^2=dim(M_{n}(\mathbb{R})) l'un est le supplémentaire orthogonal de l'autre.



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