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Spé maths Matrices

Posté par
Eywua
20-10-15 à 20:04

Bonjour j'aurai besoin d'aide pour deux question d'un exercices que voici :

Soient les matrices \large A = \begin{pmatrix}7&-4\\8&-5\end{pmatrix}   \large B = \begin{pmatrix}1&1\\1&2\end{pmatrix}    \large C=\begin{pmatrix}3&0\\0&-1\end{pmatrix}  

( 25mn pour reussir a taper le codage LaTex génial )

1°) Démontrer que B est inversible et calculer son inverse sans calculatrice

ad-bc =/= 0 donc B inversible etc j'ai reussi

2°) Démontrer l'egalité :
A=BDB^{-1}
On fais A=(BD)B^-1 et on retombe sur A.

3°) Expliquer pourquoi on peut ecrire :
A^n=BD^nB^{-1}
La je bloque, dans ma tete je vois clairement que c'est possible mais pour le demontrer ça coince

Apres plus loin l'exo ya une partie qui me pose probleme :

Soient M une matrice carré d'ordre 3 telle que :

M^2=3M-2I_3

-> Déterminer M^3 en fonction de M et de I_3

Mes calculs :

M^2=3M-2I_3

M^2+2I_3=3M

M= \frac{1}{2}M^2 + \frac{2}{3}I_3

Et ensuite j'ai fais l'expression de
M^3 avec l'expression de M celle de M^2

 \\ M^3 = (3M-2I_3)\times(\frac{1}{2}M^2 + \frac{2}{3}I_3)

Expression qui est fausse je crois quand on la devellope...

Je m'excuse au préalable pour d'éventuelles fautes de français .

Posté par
Flewer
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:08

Bonsoir,

Le 3 se fait par récurrence.

Ah oui c'est bien faux oui..
Pourquoi ne multiplies-tu pas par M tout simplement, et sers toi de ta relation.

Posté par
Flewer
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:09

Enfin ce n'est pas "faux" en soi, mais c'est plus compliqué et je ne suis pas sûr que tu trouves la solution comme ça..

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:10

bonsoir : )

Citation :
On fais A=(BD)B^-1 et on retombe sur A.
non, on fait (BD)B^(-1) et on retombe sur A, si tu écris dès le début A = 'ce qu'on cherche' ça ne va pas,

3) écris tout simplement le produit, tu verras on trouve quelque chose d'intéressant,
A^n = (BDB^(-1))^n = ()*()*...*() = ?

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:10

bonsoir : )

Citation :
On fais A=(BD)B^-1 et on retombe sur A.
non, on fait (BD)B^(-1) et on retombe sur A, si tu écris dès le début A = 'ce qu'on cherche' ça ne va pas,

3) écris tout simplement le produit, tu verras on trouve quelque chose d'intéressant,
A^n = (BDB^(-1))^n = ()*()*...*() = ?

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:13

Citation :

M^2+2I_3=3M

M= \frac{1}{2}M^2 + \frac{2}{3}I_3
non, on ne divise jamais des matrices (ça n'existe pas l'opération division sur les matrices)

multiplie tout simplement par M l'égalité initiale, et remplace M^2 par 3M - 2I

Posté par
Eywua
merci 20-10-15 à 20:17

merci de vos reponses je vais plancher sa apres mon repas

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 20:17

Citation :
non, on ne divise jamais des matrices (ça n'existe pas l'opération division sur les matrices)
oh pardon, j'avais cru lire autre chose,

bon tout façon, pour isoler M tu dois diviser par 3, et le coefficient de M² dans ce cas est 1/3,

Posté par
Eywua
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 21:31

Citation :

multiplie tout simplement par M l'égalité initiale, et remplace M^2 par 3M - 2I


Comme sa ? :

M^2=3M-2I_3
M^3=3M\times M-2I_3 \times M

M^3=3M^2-2M  car 2I_3\times M=2M je crois

M^3=3(3M-2I_3)-2M

7M-6I_3

c'est sa ?


Citation :
3) écris tout simplement le produit, tu verras on trouve quelque chose d'intéressant,
A^n = (BDB^(-1))^n = ()*()*...*() = ?


Heu ... A^n=(BDB^{-1})^n donc A^n=B^nD^n(B^{-1})^n et ensuite je vois pas désolé

Posté par
Eywua
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 21:33

** J'ai oublie le M^3= a la dernière ligne de mon calcul évidemment

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 20-10-15 à 21:41

Citation :
2I_3\times M=2M je crois
oui,
pour toute matrice A,
I*A = A*I = A


M² = 3M - 2I

M^3 = 3M² - 2M = 9M - 6I - 2M = 7M - 6I (ok)



a² = a*a
a^3 = a*a*a
a^n = a*a*a*a*...*a (n produits)

donc A^n = A*A*...*A = (BDB^(-1))*(BDB^(-1))*...*(BDB^(-1)) = ... ?

Posté par
Eywua
re : Spé maths Matrices 21-10-15 à 10:17

Ok pour M j ai compris, après ils nous demande de prouver que M est inversible et de déterminer son inverse.

Donc on sait que Si A*B=I
Alors B est l inverse de A donc :

M²=3M-2I
M²-3M=2I
½M²-3/2 * M = I
M(½M-3/2)=I

Donc M est inversible et à pour Matrice inverse :
M^(-1)=½M-3/2  ?

---------

Après l autre exo donc
A^n=AAA... =(BDB^-1)(BDB^-1)(BDB^-1).. = ?

Qu est ce que je vois pas....  heum =B^n+B×D^n+B×(B^-1)^n...etc ??

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 21-10-15 à 12:44

Citation :
½M²-3/2 * M = I
M(½M-3/2)=I
non, comment peux-tu additionner un nombre à une matrice ? ce sont deux objets différents,

(1/2)M - 3/2 non,

(1/2)M - (3/2)I ok, ou encore (1/2)(M - 3I)

(BDB^{-1})\times(BDB^{-1})\times...\times(BDB^{-1}) = BD{\red{\underset{I}{\underbrace{B^{-1}B}}}} D {\red{\underset{I}{\underbrace{B^{-1}B}}}} D\times...\times DB^{-1} = BD^{n}B^{-1}

si tu comprends, tu peux maintenant le faire avec une récurrence pour t'en assurer,

Posté par
Eywua
re : Spé maths Matrices 21-10-15 à 16:26

Citation :
non, comment peux-tu additionner un nombre à une matrice ? ce sont deux objets différents

Oui c'est stupide car j'avais bien le I quand j'ai fais le calcul





Citation :
(BDB^{-1})\times(BDB^{-1})\times...\times(BDB^{-1}) = BD{\red{\underset{I}{\underbrace{B^{-1}B}}}} D {\red{\underset{I}{\underbrace{B^{-1}B}}}} D\times...\times DB^{-1} = BD^{n}B^{-1}


Merci beaucoup j'ai compris !

Posté par
mdr_non
re : Spé maths Matrices 21-10-15 à 21:02

de rien : )



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