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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Trigonalisation et diagonalisation

Posté par
kiltane
16-03-21 à 18:41

Bonsoir,

Pourriez-vous m'expliquer la différence entre la diagonalisation et trigonalisation car dans les deux cas on est amené a trouver le polynôme caractéristiques, les valeurs propres et la base des vecteurs propres et donc je ne comprend pas très bien la différence.

Merci a ceux et celles qui pourront m'éclairer.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 19:00

Bonjour

La différence c'est qu'une matrice dont le polynôme caractéristique est scindé est trigonalisable... mais pas forcément diagonalisable !

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 19:01

essaye avec celle-ci :

\begin{pmatrix} 3 &-2 &5 \\ 0&1 & 4\\ 0& -1& 5 \end{pmatrix}

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 20:02

Merci pour votre réponse.

Alors j'ai trouvé comme polynôme caractéristiques :

-(X-3)^3

Si je me trompe on a 3 qui est valeur propre de multiplicité 3.

Et en vecteur propre j'ai qu'un seul vecteur (1,0,0) est bien cela.

Je peux donc pas diagonaliser puisque la dimension de l'espace propre est de 1 et faudrait qu'il soit de 3 ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 21:23

oui... et si elle était diagonalisable, elle serait égale à 3I3

ce qui n'est visiblement pas le cas !

mais elle est trigonalisable.

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:10

Ah oui c'est possible.

En prenant en tant que supplémentaire e2 et e3 j'ai eu :

\begin{pmatrix} 3&-2 &5 \\ 0&1 &4 \\ 0&-1 &5 \end{pmatrix}

Mais je crois que je dois avoir une matrice triangulaire supérieur n'est ce pas ? Dois-je trouver d'autre supplémentaires ou je peux effectuer un pivot de Gauss?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:11

je ne comprends rien à ce que tu dis...

tu cherches quoi ?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:13

Vous avez dit que la matrice était trigonalisable du coup j'ai essayer de la trigonaliser.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:17

déjà quelle sera la forme de la matrice triangulaire cherchée ?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:19

Une matrice avec pour coefficients diagonaux ses valeurs propres et qui est diagonal supérieur ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:20

donc cherche une base dans laquelle elle a cette tête-là

premier vecteur, tu prends quoi ?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:21

le vecteur propre que j'ai trouvé avant, c'est à dire e1 ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:22

donc disons que la base cherchée est (u,v,w)

donc u = e1

ensuite... on cherche v tel que ...?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:25

v tel que le 2ème coefficient soit égale a 3 et le dernier a 0

w = 3*e3

est ce bien cela ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:27

????

écris un peu proprement les choses plutôt que de faire des phrases qui ne veulent rien dire !

f est l'endomorphisme associé à cette matrice A

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:34

Excusez-moi je sais pas très bien m'exprimer en général…

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:36

ben oui mais les maths c'est surtout du français

quand on sait poser proprement ce qu'on cherche, on a déjà fait une partie du boulot...

bon, écris moi déjà comment doit être la matrice dans la base (u,v,w) ....

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:40

On va chercher une base dans l'espace propre associé à notre valeur propre où A = PBP-1 ???

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:44

est-ce que tu comprends les questions que je te pose ?

tu cherches une base (u,v,w) dans laquelle la matrice de f est du type :

B = ....???????

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:46

Honnêtement je l'ai comprend a moitié mais j'ose pas le dire.

B une matrice triangulaire avec pour coefficients diagonaux les valeurs propres de A.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:47

écris-moi la matrice B ....

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:50

\begin{pmatrix} 3& A &B \\ 0&3 &C \\ 0& 0& 3 \end{pmatrix} ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:55

ah, enfin

et les lettres majuscules représentent les matrices ici !

donc
M_{(u,v,w)}(f) = \begin{pmatrix} 3& a&b\\ 0&3 &c\\ 0& 0& 3 \end{pmatrix}

et donc on, cherche v tel que quoi ?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:57

v tel que f(v) = a + 3*e2 ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:58

non !

tu sais ce que signifie l'écriture d'un endomorphisme dans une base ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:59

et en plus c'est incohérent, tu ajoutes un réel à un vecteur...

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 22:59

(faut faire une effort là, on est en L2/3 de math quand même )

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:00

Non je crois pas

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:02

Excusez moi j'ai jamais été bon en terme de language mathématique

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:04

attends, qu'il n'y ait pas de confusion : tu es bien en licence 2 de math ?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:04

oui

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:04

Je suis juste long à la détente mais quand j'ai enfin compris quelque chose sa se passe bien après ...

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:06

les définitions du cours cela s'apprend !

si tu ne sais pas ce que représente la matrice d'un endomorphisme dans une base, je crois que je ne peux guère t'aider !

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:09

D'accord ....

Excusez moi du dérangement

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:17

écrire une matrice dans la base (u,v,w) consiste à écrire les images f(u), f(v) et f(w) en colonne, exprimés dans la base (u,v,w)

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:21

D'accord.

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:21

Merci et désolé...

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:27

donc on cherche v tel que ...?

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:36

v tel que v = e2 ?

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:38

non !

bon là je crois qu'il vaudrait mieux aller se reposer parce que tu dis n'importe quoi...

reprends à 22:55

Posté par
kiltane
re : Trigonalisation et diagonalisation 16-03-21 à 23:49

Je sais pas quoi vous dire, j'ai relu mes définitions et il n'évoque pas les critère de la base dans laquelle A dois être écris je comprend vraiment pas. De plus on a dit que u = e1 je sais même pas pourquoi.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 10:07

parce que f(u)=3u

c'est la première colonne de la matrice de f dans la base (u,v,w)

pour la deuxième colonne il faut trouver v non colinéaire à u tel que f(v) = a u + 3 v

c'est à dire (f - 3 id) (v) = a u

Posté par
jeanseb
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 10:34

Bonjour

Es-tu prêt à reprendre l'exercice?

kiltane @ 16-03-2021 à 23:49

. De plus on a dit que u = e1 je sais même pas pourquoi.


Appelons i,j,k les vecteurs de la base et A la matrice donnée.

Tu cherches les vecteurs u dont l'image est colinéaire à u . Tu sais par ton calcul du polynôme caractéristique que le coefficient sera 3.

Donc f(u) = 3u

Tu poses u \begin{pmatrix} x\\y \\z \end{pmatrix} et donc tu résous f(u) = 3u, soit:

3x-2y+5z = 3x
.........=...
.........= ...

Est-ce que tu l'as résolu?

Posté par
jeanseb
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 10:44

à matheuxmatou: Je n'avais pas vu que tu avais posté...

Si ça te convient, je peux continuer le fil.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 11:34

oui jeanseb, si tu veux

on en était à la recherche du deuxième vecteur pour la base "triangulaire"

Posté par
jeanseb
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 12:02

OK!

Kiltane
, à toi de jouer!

Reprends mon post de 10.34 pour redémarrer.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 12:08

jeanseb
il a déjà le vecteur u ... il a pris u=e1

Posté par
jeanseb
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 14:46

Oui, mais "il ne sait pas pourquoi". Je suggère de revoir ça avant de continuer.

Posté par
matheuxmatou
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 14:48

(ben si, enfin je pense... voir hier à 22:21)

Posté par
jeanseb
re : Trigonalisation et diagonalisation 17-03-21 à 14:56

Oui, j'ai bien lu ça mais il y a aussi ça à 23.49 :

kiltane @ 16-03-2021 à 23:49

Je sais pas quoi vous dire, j'ai relu mes définitions et il n'évoque pas les critère de la base dans laquelle A dois être écris je comprend vraiment pas. De plus on a dit que u = e1 je sais même pas pourquoi.


C'est pourquoi je suis intervenu ce matin, à partir du début.

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