Voilà un exercice qui en soit n'est pas difficile à comprendre mais que je n'arrive pas à rédiger correctement. Il est finalement plus compliqué qu'il en a l'air.
On a une matrice carrée A (n*n)
On considère le polynôme P(t)=det(In+tA)
1) Montrer que P'(0)=Tr(A)
2) Même question avec P(t)=det(B+tA) avec B matrice carrée (n*n)
Je trouve déjà difficile de prouver le 1) proprement.
Si cela peut vous donner des idées, j'ai testé pour n=2
On a alors P(t) = det
ta11+1 | ta12 |
ta21 | ta22+1 |
C'est dans un cours de calcul différentiel? Si oui, tu commebces par calculer la différentielle du déterminant au point en utilisant le fait que c'est une application
linéaire, ou en bricolant un peu
Bonjour,
L'on peut remarquer que . Il reste à voir le rapport qui existe entre le dernier terme et un certain polynôme caractéristique.
Avec tout mon respect,
T. Poma
Bonjour
Il ne s'agit pas d'un cours de calcul différentiel mais d'algèbre linéaire, de trace/déterminant, et de diagonalisation donc Camélia je ne pense pas qu'il faille partir vers là.
Thierry Poma, je comprends votre égalité mais je ne vois pas où est-ce qu'elle pourrait mener.
Rebonjour,
Sais-tu ce qu'est le polynôme caractéristique d'une matrice carrée d'ordre (pour le cas qui nous préoccupe !) ?
Si tel est le cas, tu auras soin de remarquer que :
où est le polynôme caractéristique de la matrice
.
Avec tout mon respect,
T. Poma
Bon, tu n'as pas dit où sont les coefficients. Si c'est complexe, tu peux toujours trianguler , ça vient tout seul pour une matrice triangulaire.
Errata : Lire :
où est le polynôme caractéristique de la matrice
.
La méthode proposée par Camélia est cependant plus simple.
T. P.
Les coefficients sont réels malheureusement, mais je ne sais pas si cela m'empêche de diagonaliser, je vais approfondir.
J'ai creusé la méthode de Thierry et j'obtiens :
det(In+tA) = (-1)n tn X-A(t-1)
= (-1)n tn [(-1)n(t-1)n + (-1)n-1 Tr(-A) (t-1)n-1 + ... + det(-A)]
En dérivant et en prenant ensuite t=0 on doit retomber sur la trace de A.
Alors je dérive brutalement ou il y a plus subtil ?
Ça marche presque mais je me suis probablement planté dans mon calcul de dérivée, je trouve :
P'(t) = (-1)n n tn-1 * [ce que j'avais mis entre crochets plus haut] + (-1)n tn * [la dérivée du crochet, degré n-1 donc]
Ainsi, j'obtiens :
P'(t) = (-1)2n-1 n Tr(-A) + des termes en tn au minimum
P'(0) = -n Tr(-A) = n Tr(A)
Tu utiliseras ma rectif du 08-11-12 à 16:30.
Sinon, en fonction de ton message du 08-11-12 à 17:01 (je n'ai pas vérifié !), tu développes le tout, tu utilises le fait que et tu dérives. Finalement, tu devrais obtenir le résultat voulu.
Que donnerait la méthode de Camélia que tu pourra expérimenter dans ta deuxième question ?
T. P.
Non, non, pour la deuxième question, on commence par supposer B inversible et on se sert de 1) puis du fait que les inversibles sont denses dans
Pour la première question on peut toujours trianguler dans .
Mais le polynôme caractéristique devrait marcher
OK super c'est bon pour la question 1) j'ai refait le calcul et ça fonctionne
Je verrai pour la question 2), merci pour vos indications !
Merci Camélia et Thierry pour l'intérêt porté à mon égard ! Bonne continuation !
Voilà ce que je propose :
Soient K un corpscommutatif , n
* , A
Mn(K) et P = det(I + X.A) .
Pour U Mn(K) je note U(p,q) l'émément de U situé au croisement de la pième ligne et la qième colonne .
On a : P = s
Sn
(s)Bs où Bs =
p=1n (I(p,s(p)) + X.A(p,s(p)))
Si s est distincte de la permutation identique e de {1,...,n} , Bs est divisible par X² donc Bs'(0) = 0 et P '(0) = Be'(0).
Mais Be = p=1n (1 + X.A(p,p)) et donc Be'/Be =
q=1n A(p,p) .
Comme Be(0) = 1 on a P '(0) = Be'(0) = Tr(A) .
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