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Projecteur

Posté par
mousse42
12-12-18 à 19:01

Bonjour,

Je dois montrer une chaîne d'équivalence, et j'aimerai savoir s'il est possible de montrer que :

\text{Im}(Id-p)\subset (\text{Im} (p))^{\perp} sans considérer que p est un projecteur orthogonal.

Il me semble que c'est coquille .

Voici l'énoncé au complet :

Citation :
E un sev euclidien, on a E=F\oplus F^{\perp} On appelle projecteur orthogonal sur F, l'endomorphisme p tel que p(x)=x_{F} avec x=x_{F}+x_{F^{\perp}}

Montrer que les propriétés sont equivalentes :

1. p est un projecteur orthogonal

2. \text{Im}(Id-p)= (\text{Im} (p))^{\perp}

3. \text{Im}(Id-p)\subset (\text{Im} (p))^{\perp}

4. \langle p(x),p(y)\rangle=\langle x,p(y)\rangle \qquad \forall x,y\in E

5. \langle p(x),y\rangle=\langle x,p(y)\rangle \qquad \forall x,y\in E


Voilà, je pense que (3)\implies (2) n'est pas possible sans poser comme hypothèse : p est un projecteur orthogonal.

merci

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 19:11

Correction

Citation :
Je dois montrer une chaîne d'équivalence, et j'aimerai savoir s'il est possible de montrer que :

\text{Im}(Id-p)\subset (\text{Im} (p))^{\perp}\implies \text{Im}(Id-p)=(\text{Im} (p))^{\perp}\ sans considérer que p est un projecteur orthogonal.

Posté par
jsvdb
re : Projecteur 12-12-18 à 19:27

Bonjour mousse42.

Si tu veux montrer 1 2 ... 51, sans considérer que p soit un projecteur orthogonal, il me semble que 2 3 est trivial.

Posté par
jsvdb
re : Projecteur 12-12-18 à 19:29

Et ensuite tu passes à 3 4 etc.

C'est pour ça que l'on a différentes étapes, c'est pour éviter de montrer des trucs qui semblent impossible. Car effectivement, tu ne montreras jamais 3 2 sans hypothèse supplémentaires.

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 19:33

Salut jsvdb

Oui, tu as raison, mais ce qui me bloque c'est :

32

Posté par
jsvdb
re : Projecteur 12-12-18 à 19:44

Tu le montreras via 3451

Posté par
jsvdb
re : Projecteur 12-12-18 à 19:46

Erratum :

jsvdb @ 12-12-2018 à 19:29

tu ne montreras jamais 3 2 sans hypothèse supplémentaires. étapes intermédiaires

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 19:50

oui, ok je viens de comprendre

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 19:52

merci jsvdb et à bientôt

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 20:12

Dernère petite question :

A partir de ce résultat, on peut donc écrire que :

\forall u\in \mathcal{L}(E), \quad \text{Im}(Id-u)\subset (\text{Im} (u))^{\perp}\implies \text{Im}(Id-u)=(\text{Im} (u))^{\perp}

n'est-ce pas?

Posté par
jsvdb
re : Projecteur 12-12-18 à 20:51

Oui, tout-à-fait ... c'est exactement ce que suggère la proposition.
Auquel cas, si u vérifie cette propriété, c'est que c'est en fait un projecteur orthogonal.
Et réciproquement, tous les projecteurs orthogonaux vérifient cette propriété.

Posté par
matheuxmatou
re : Projecteur 12-12-18 à 23:22

bonsoir

la solution la plus simple est effectivement de montrer un cycle comme le suggère jsvdb

3 2 en deviendra alors une conséquence.

maintenant si tu veux montrer directement 32 cela se fait et c'est même amusant que l'inclusion du 3 donne l'autre inclusion et donc la 2 :

supposons 3 vraie et soit x(Im(p))

on a donc (x,p(x))=0 puisque p(x) Im(p)

par ailleurs

x-p(x) Im(Id-p) (Im(p))

donc (x-p(x) , p(x)) = 0

et donc 0 = (x,p(x)) - (p(x),p(x)) = 0 -  (p(x),p(x))

d'où (p(x),p(x))=0

d'où p(x) = 0

d'où x = x - p(x) Im(Id-p)

d'où l'inclusion réciproque et  (2)

Posté par
mousse42
re : Projecteur 12-12-18 à 23:50

merci matheuxmatou,

C'est justement cela qui me posait problème, c'est surprenant qu'une inclusion implique l'autre, d'où ma question à 20:12 qui montre que si u n'est pas un projecteur alors \text{Im}(Id-u)\not \subset (\text{Im} (u))^{\perp}

Les autres implications je les ai toutes montrées, et pour 32 j'ai passé mon après midi à chercher un contre-exemple en pensant qu'une coquille se serait glissée dans l'énoncé.

Je te remercie pour avoir proposer une preuve directe, je la regarde demain à tête reposée.

Posté par
matheuxmatou
re : Projecteur 12-12-18 à 23:52

cela dit, dans ce genre de problème, le mieux est de montrer un "cycle" comme le dit jsvbd

Posté par
perroquet
re : Projecteur 13-12-18 à 08:20

Bonjour à tous.

L'énoncé proposé par mousse42 est faux. En effet, la propriété 5 nous dit que p est un endomorphisme autoadjoint.  Il est donc faux que  5 1 car il existe des endomorphimes autoadjoints qui ne sont pas des projecteurs orthogonaux.

Par contre, les 4 premières propriétés sont bien équivalentes.

Posté par
matheuxmatou
re : Projecteur 13-12-18 à 09:07

perroquet

tiens oui ! je ne m'étais penché que sur les 2 et 3 au regard de la question postée, mais tu as raison !

ne serait-ce qu'en prenant une homothétie (non identité évidemment).

Posté par
mousse42
re : Projecteur 13-12-18 à 16:19

Merci perroquet



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