Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

projection orthogonal

Posté par
Yosh2
02-07-21 à 22:34

bonsoir
pouvez vous m'aider pour cet exo? Calculer la projection orthogonal de u=(1,1,1,1,1) sur l'ensemble des sol du systemes x_1-x_3+x_4 = 0
 \\ x_2-x_3+x_5 = 0 je trouve l'ensemble des solution vect{(1,1,1,0,0),  (-1,0,0,1,0),  (0,-1,0,0,1)} par une procédé d'orthonormalisation très pénible je trouve une bon B=(e1, e2, e3)
puis je fais P(u) = (e1|e)e1 + ...+(e3|e)e3
toutefois je me demande s'il n'y a pas une maniere plus facile de faire ?en effet ce petit exo qui en apparence est un exo d'application m'a pris beaucoup de temps.
merci a vous

Posté par
matheuxmatou
re : projection orthogonal 02-07-21 à 22:50

bonjour

je ne vois pas bien l'utilité d'avoir une base orthonormée de ce sev...

une base simple (a ; b ; c) suffit

tu cherches v(5 coordonnées) tel que v est dans ce sev (2 équations) tel que (v-u) soit orthogonal à a , b et c (3 équations)

ce qui te fait un système de 5 équations à 5 inconnues (les coordonnées de v)

c'est une méthode

Posté par
matheuxmatou
re : projection orthogonal 02-07-21 à 23:11

avec la base initiale que tu as trouvée tu obtiens (sauf erreur) pour les coordonnées de v le système :

x1 + x2 + x3 = 3
-x1 + x4 = 0
-x2 + x5 = 0
x1 - x3 + x4 = 0
x2 - x3 + x5 = 0

qui va assez vite à résoudre il me semble

Posté par
Yosh2
re : projection orthogonal 02-07-21 à 23:23

bonsoir
j'ai bien compris votre méthode et elle est plus facile au niveau du calcul , je manque un peu dextérité avec les notions liées aux espaces euclidiens , c'est pourquoi j'ai uniquement pense a une manière d'appliquer la formule du cours.
merci a vous

Posté par
Yosh2
re : projection orthogonal 02-07-21 à 23:25

en appliquant votre methode je trouve v=(6/5, 3/5, 6/5, 0, 3/5)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : projection orthogonal 03-07-21 à 15:06

Bonjour,
Pour savoir si ton v est bon, vérifie deux choses :
1) v est dans S.
2) u-v est orthogonal aux vecteurs d'une base de S.

Où S est l'ensemble des solutions du système.
Pour 2), utilise S = vect{(1,1,1,0,0), (-1,0,0,1,0), (0,-1,0,0,1)}.

Posté par
lafol Moderateur
re : projection orthogonal 04-07-21 à 23:11

Bonjour
même pas besoin d'une base ...

on lit sur les équations que l'espace sur lequel on projète est l'orthogonal de Vect((1,0,-1,1,0),(0,1,-1,0,1))

on cherche (x,y,z,t,u) qui est dans l'espace sur lequel on projète, donc qui vérifie x-z+t= 0 et y-z+u=0, et qui est tel que (x,y,z,t,u) -(1,1,1,1,1) est dans l'orthogonal de l'espace sur lequel on projète, donc combinaison linéaire des deux vecteurs du Vect, j'écris a fois le premier + b fois le second :

ainsi x-1 = a, y-1 = b, z-1 = -a-b, t-1=a, u-1=b

on en déduit x = t = a+1, y = u = b+1, z = 1-a-b, on reporte dans les équations : x-z+t = 0 donne 3a+b+1=0 et y-z+u= 0 donne a+3b+1=0, d'où a = b=-1/4, et le projeté cherché serait (3/4, 3/4,3/2,3/4,3/4), sauf erreur, toujours possible quand je calcule de tête ...

Posté par
carpediem
re : projection orthogonal 05-07-21 à 10:49

salut

Yosh2 @ 02-07-2021 à 22:34

Calculer donc déjà il y aura de toute manière du calcul !!! la projection orthogonal de u=(1,1,1,1,1) sur l'ensemble des sol du systemes x_1-x_3+x_4 = 0
 \\ x_2-x_3+x_5 = 0  (S)

je trouve l'ensemble des solution vect{(1,1,1,0,0),  (-1,0,0,1,0),  (0,-1,0,0,1)} par une procédé d'orthonormalisation très pénible je trouve une bon B=(e1, e2, e3)  inutile et c'est là que tu te dépenses inutilement : seule la normalisation est nécessaire mais les vecteurs n'ont pas besoin d'être orthogonaux
puis je fais P(u) = (e1|e)e1 + ...+(e3|e)e3  les machines font, les hommes raisonnent et calculent

toutefois je me demande s'il n'y a pas une manière plus facile de faire ?


je note v, w, et t les vecteurs engendrant S (ceux que tu as trouvé)

il te suffit de calculer P(u) = \dfrac {(u|v)}{(v|v)} v + \dfrac {(u|w)}{(w|w)}w + \dfrac {(u|t)}{(t|t)}t = \sqrt 3 v

puisque (u|w) = (u|t) = 0  (ou encore u est orthogonal à w et à t)

Posté par
GBZM
re : projection orthogonal 05-07-21 à 12:17

Bonjour,

Hum, carpediem. ce que tu écris ne va pas du tout !

Posté par
carpediem
re : projection orthogonal 05-07-21 à 12:48

j'avais un (très petit) doute car dans le plan le projeté orthogonal de u sur vec (v) est bien P(u) = \dfrac {(u|v)}{(v|v)} v

(pourquoi) cela ne se généralise-t-il pas comme je l'ai écrit ?

Posté par
carpediem
re : projection orthogonal 05-07-21 à 12:49

et merci par avance !!

PS : j'ai bien vu que je ne trouvais pas la même chose mais je ne vois pas en quoi cela ne va pas ...

Posté par
GBZM
re : projection orthogonal 05-07-21 à 13:45

Ça ne va pas parce que ce que tu écris est faux.

Réfléchis aux arguments pour justifier ta démarche !

Posté par
carpediem
re : projection orthogonal 05-07-21 à 14:10

en fait il n'y a pas de \sqrt 3

ouais en fait on devrait trouver P(v) = v, P(w) = w et P(t) = t

ce qui n'est pas le cas ...

Posté par
GBZM
re : projection orthogonal 05-07-21 à 15:33

Si tu veux calculer la projection orthogonale de u sur le sous-espace de base (v_1,v_2,v_3) comme

\large P(u) = \sum_{i=1}^3\dfrac{\langle v_i,u\rangle}{\langle v_i,v_i\rangle}\,v_i ,

il faut bien que la base soit orthogonale. Sinon, il n'y a aucune raison pour que la projection orthogonale sur le sous-espace soit la somme des projections orthogonales sur les trois droites vectorielles engendrées par les v_i.

Posté par
carpediem
re : projection orthogonal 05-07-21 à 20:51

effectivement !!

j'ai vérifié en prenant w = (1, 1, 1) et en projetant sur vec (i, j) = vec (i, i + j)

où (i, j, k) est "la" base canonique (orthonormée) de R^3

et on ne trouve pas la même chose !!

j'étais persuadé du contraire et pensais qu'un système générateur suffisait ... donc merci de m'avoir remis sur les rails !!!

Posté par
lafol Moderateur
re : projection orthogonal 06-07-21 à 22:00

bonsoir
moralité : un système générateur n'est ni nécessaire, ni suffisant !

Posté par
matheuxmatou
re : projection orthogonal 06-07-21 à 22:12

si, il peut être suffisant avec la méthode indiquée le 2 à 23:11... du moins il me semble

Posté par
lafol Moderateur
re : projection orthogonal 06-07-21 à 22:17

exact !

Posté par
matheuxmatou
re : projection orthogonal 06-07-21 à 22:21

qui plus est, personnellement je choisirais cette méthode car le système obtenu est particulièrement simple et se ramène rapidement à un système 3x3 quasiment triangulé



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 !