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Niveau école ingénieur
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Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable

Posté par
victorperez
13-04-18 à 18:28

Bonjour à tous,

J'aimerais savoir s'il existait des méthodes particulières pour calculer la puissance -nième d'une matrice qui n'est pas diagonalisable ?

Merci d'avance

Posté par
carpediem
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 18:40

salut

oui ...

par exemple en l'écrivant D + N où D est diagonale et N nilpotente ...

par exemple en l'écrivant D + M avec M^p = kM où p est un entier et k un réel ...

Posté par
carpediem
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 18:41

si P est le polynome caractéristique de la matrice M alors P(M) = 0

alors on peut calculer M^n dans la base I, M, M^2, ..., M^{n - 1} avec N = deg (P) ....

Posté par
victorperez
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 18:51

Salut,

Alors si tu parles de la décomposition de Dunford, je dirais que D doit être diagonalisable et non diagonale (ce qui n'est pas tout à fait la même chose )
Mais je vois mal comment calculer facilement (D+N)^n avec D diagonalisable et N nilpotente ? tout dépendra du degré auquel N devient nulle

Connais-tu le nom de la deuxième méthode ?

Posté par
carpediem
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 19:10

j'ai dit ce que j'ai dit et n'ai pas parlé de la décomposition de Dunford ...

non et je ne crois pas qu'elle ait un nom ...

Posté par
victorperez
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 19:25

Toute les matrices ne peuvent pas être écrites sous la forme D+N avec D diagonale et N nilpotente ...

Posté par
victorperez
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 19:29

/matrix[tex]\begin{pmatrix} 1 & 1 &1 \\ 2& 1 &1 \\ 3&2 &1 \end{pmatrix}
[/tex] par exemple ne peut pas l'être.

Posté par
carpediem
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 19:40

1  1  1       0  0  0               0  1  1
2  1  1  =  2  0  0  +  I  +  0  0  1   =  A  +  I  +  B
3  2  1       3  2  0               0   0  0

où I est la matrice unité ...

les première et troisième matrice sont nilpotentes

voir évidemment ce que donne leur produit AB et BA ...


et je n'ai pas donné de solution miracle mais des propositions de solutions ... à adapter/utiliser suivant les cas bien sur !!!

Posté par
victorperez
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 20:09

Bien vu ! L'exemple que j'ai choisi n'était a priori pas le bon
Merci pour ces pistes

Posté par
carpediem
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 21:35

de rien

Posté par
lafol Moderateur
re : Puissance -nième d'une matrice non diagonalisable 13-04-18 à 21:42

Bonjour
la méthode qui consiste à chercher le reste de la division de X^n par un polynôme annulateur puis à substituer A à X n'est pas mal non plus (et on a toujours un polynôme annulateur grâce au caractéristique, à défaut de mieux)



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