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Produit de matrices

Posté par
eleveterm
16-05-20 à 21:52

Bonjour,

J'ai un exercice en spécialité maths et je bloque sur une question depuis 2 jours...

Soit la matrice carrée A  = (1 1 1 0) (le zéro est en bas à gauche)
On cherche un réel x tel qu'il existe une matrice colonne non nulle V telle que AV=xV.

a. Montrer que AV=xV ⇔ (A-x*I2)V=matrice nulle 2×1
En déduire que A-x*I2 n'est pas inversible.

b. Quelles sont les valeurs possibles λ et µ de x.

En résolvant une équation du second degré, je trouve λ=(1+√5)/2 et µ=(1-√5)/2.

c. Déterminer 2 matrices colonnes V et W non proportionnelles, telles que AV=λV et AW=µW.

J'ai beau chercher, résoudre des systèmes, rien n'y fait, la seule chose que je trouve parfois est que V ou W est la matrice nulle ce qui est impossible, donc je n'arrive pas à trouver.

Merci d'avance pour votre aide 😊

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 16-05-20 à 23:47

Bonsoir. Tu es sûr que le 0 est en bas à gauche ?

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 16-05-20 à 23:55

Ce ne serait pas ça ? A=\left[\begin{array}{cc} 1&1\\1&0 \end{array}\right]

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 00:28

Si en effet, petite erreur désolé

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 17-05-20 à 01:40

Les valeurs \lambda et \mu que tu as trouvées sont exactes. Tu obtient pour chacune d'elles  un système où les deux équations sont équivalentes (donc il n'y a à tenir compte que d'une seule).
Par exemple pour ta valeur \lambda tu obtiens le système \left\lbrace \begin{array}{c} \dfrac{1-\sqrt{5}}{2}x+y=0\\x-\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}y=0\end{array}
Il est facile de voir que si tu multiplies la deuxième équation par \dfrac{1-\sqrt{5}}{2} tu retrouves la première.
Il te faut donc trouver x et y tel que  \dfrac{1-\sqrt{5}}{2}x+y=0 Tu as une infinité de choix. [tex](x,y)=(2,\sqrt{5}-1[)/tex] convient.

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 17-05-20 à 01:45

(x,y)=(2,\sqrt{5}-1) j'ai voulu écrire. Erreur de frappe, désolé.

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 02:29

D'accord, c'est le système que j'avais au début mais le fait que substituer X par Y ou Y par X n'aboutissait pas (, du fait que c'est en fait la même équation) me dérangerais.
Je suppose que c'est le même raisonnement pour trouver W.
Merci pour votre aide en tout cas 👍

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 04:38

Désolé, j'ai une autre petite question. Il est ensuite demandé d'en déduire la matrice diagonale D et la matrice carrée C telle que A=CPC^-1 puis de monter que A^n=CP^nC^-1.

Pour la deuxième question, je pense que je peux le faire par récurrence, mais je ne vois comment déduire de V et W les matrices C et D.

Merci d'avance

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 17-05-20 à 13:53

Soit V=\left(\begin{array}{c}2\\\sqrt{5}-1\end{array}\right) et W=\left(\begin{array}{c}-2\\\sqrt{5}+1\end{array}\right) .
(V,W) est une base du plan.

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 13:59

Nous n'avons pas encore vu les plans... Je ne sais pas si c'est possible de faire sans

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 14:43

Sinon, en faisant un peu de recherches, j'ai trouvé que que P pourrait être la matrice carrée telle que la première colonne serait la matrice V et la deuxième W.
Ainsi, on aurait A=PDP^-1 ⇔ D=PAP^-1, et on trouve au final D=I2.
Est-ce bien correct ?

Merci

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 17-05-20 à 19:38

Quelqu'un pourrait m'aider svp (même si vous n'êtes pas sûr), je dois rendre ce devoir très rapidement et cette question me bloque sur tout le reste.

Posté par
larrech
re : Produit de matrices 17-05-20 à 21:08

Bonsoir,

Si tu n'as pas encore vu ce qu'est une base c'est bien difficile.

Tout vecteur U du plan s'exprime de façon unique sous la forme U=aV+bW, a et b étant 2 réels.

Son transformé par A, sera AU=aAV+bAW=aV+bW

Donc dans la base (V,W), les coordonnées de AU sont (a,b), dont tu peux déduire la matrice diagonale cherchée.

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 17-05-20 à 21:09

P étant la matrice que tu as dite, c'est D=P^{-1}AP et D=\left(\begin{array}{cc}\dfrac{1+\sqrt{5}}{2} & 0\\ 0&\dfrac{1-\sqrt{5}}{2}\end{array}\right)

Posté par
eleveterm
re : Produit de matrices 18-05-20 à 04:24

J'ai enfin pu finir mon exercice, merci beaucoup pour votre aide !

Posté par
Armen
re : Produit de matrices 18-05-20 à 10:18

De rien eleveterm



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