Un endomorphisme matriciel
Bonjour
Ma solution à cet exercice est-elle correcte ? Toujours tiré du cours de PSI*.
a) $AM=\begin{pmatrix}
1 & 0 \\
0 & 2
\end{pmatrix} \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
a & b \\
2c & 2d
\end{pmatrix} $ et $MA= \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} \begin{pmatrix}
1 & 0 \\
0 & 2
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
a & 2b \\
c & 2d
\end{pmatrix} $
Donc $\boxed{AM-MA=\begin{pmatrix}
0 & -b \\
c & 0
\end{pmatrix}}$
b) Posons $f(M)=AM-MA$. On veut résoudre $f(M)= \lambda M$ soit $\begin{pmatrix}
0 & -b \\
c & 0
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
\lambda a & \lambda b \\
\lambda c & \lambda d
\end{pmatrix}$
Ce qui donne le système :
$\lambda a =0$
$(\lambda+1) b=0$
$(\lambda -1) c=0$
$ \lambda d =0$
La troisième ligne du système impose trois cas :
Si $\lambda=0$ alors $b=c=0$ et $M= \begin{pmatrix}
a & 0 \\
0 & d
\end{pmatrix}$ donc $E_{0} (f)= Vect( E_{11},E_{22})$ c'est un plan vectoriel.
Soit $\lambda=1$ et donc $a=b=d=0$ et et $M= \begin{pmatrix}
0 & 0 \\
c & 0
\end{pmatrix}$ donc $E_{1} (f)= Vect( E_{21})$ c'est une droite vectorielle.
Soit $\lambda=-1$ et donc $a=c=d=0$ et et $M= \begin{pmatrix}
0 & b \\
0 & 0
\end{pmatrix}$ donc $E_{-1} (f)= Vect( E_{12})$ c'est une droite vectorielle.
On remarque que $\dim (E_{0} (f)) + \dim E_{1} (f)+ \dim E_{-1} (f) = 4 = \dim M_2(\R)$
Ma solution à cet exercice est-elle correcte ? Toujours tiré du cours de PSI*.
a) $AM=\begin{pmatrix}
1 & 0 \\
0 & 2
\end{pmatrix} \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
a & b \\
2c & 2d
\end{pmatrix} $ et $MA= \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} \begin{pmatrix}
1 & 0 \\
0 & 2
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
a & 2b \\
c & 2d
\end{pmatrix} $
Donc $\boxed{AM-MA=\begin{pmatrix}
0 & -b \\
c & 0
\end{pmatrix}}$
b) Posons $f(M)=AM-MA$. On veut résoudre $f(M)= \lambda M$ soit $\begin{pmatrix}
0 & -b \\
c & 0
\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}
\lambda a & \lambda b \\
\lambda c & \lambda d
\end{pmatrix}$
Ce qui donne le système :
$\lambda a =0$
$(\lambda+1) b=0$
$(\lambda -1) c=0$
$ \lambda d =0$
La troisième ligne du système impose trois cas :
Si $\lambda=0$ alors $b=c=0$ et $M= \begin{pmatrix}
a & 0 \\
0 & d
\end{pmatrix}$ donc $E_{0} (f)= Vect( E_{11},E_{22})$ c'est un plan vectoriel.
Soit $\lambda=1$ et donc $a=b=d=0$ et et $M= \begin{pmatrix}
0 & 0 \\
c & 0
\end{pmatrix}$ donc $E_{1} (f)= Vect( E_{21})$ c'est une droite vectorielle.
Soit $\lambda=-1$ et donc $a=c=d=0$ et et $M= \begin{pmatrix}
0 & b \\
0 & 0
\end{pmatrix}$ donc $E_{-1} (f)= Vect( E_{12})$ c'est une droite vectorielle.
On remarque que $\dim (E_{0} (f)) + \dim E_{1} (f)+ \dim E_{-1} (f) = 4 = \dim M_2(\R)$
Réponses
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Voici un exercice sans aucune difficulté. En particulier tu n'es pas certain de la résolution d'un petit système linéaire.Si la question venait d'un élève faible, on pourrait ici l'aider en lui disant de mettre un peu d'ordre dans ce travail.Mais en fait tu es enseignant certifié. C'est un peu honteux tout de même d'en arriver là.Pour finir du point de vue de la rédaction c'est absolument nul. Il faut se forcer pour voir quelles sont les valeurs propres.
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La honte ne repose pas sur les épaules d'OShine mais sur le système qui l'a recruté, incapable d'attirer des gens plus forts que lui.
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J'ai oublié de calculer le polynôme caractéristique de $f(M)$
Les valeurs propres sont 0 et d.
Mais d est quelconque je n'ai pas compris ce détail.
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Bonjour,
Es-tu sûr du calcul $AM-MA$ ?
Cordialement,
Mister Da -
Math Coss : "incapable d'attirer des gens plus forts que lui." Je trouve ça raide de mettre les autres dans le même sac. En ce qui me concerne j'ai été attiré et j'estime avec modestie que mon niveau est au moins aussi élevé que le sien. Je ne pense pas être le seul.
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Merci Mister Da j'ai corrigé mon erreur de calcul.
Je trouve finalement deux valeurs propres :$0$ et $1$.
JLapin la trace d'un endomorphisme est la trace de sa matrice dans n'importe quelle base. Je ne trouve pas dans quelle base me placer pour l'instant, le fait que l'élément de départ soit une matrice me gêne. -
Bonjour,
De rien mais il y a toujours une erreur.
Cordialement,
Mister Da -
OShine a dit :
JLapin la trace d'un endomorphisme est la trace de sa matrice dans n'importe quelle base. Je ne trouve pas dans quelle base me placer pour l'instant, le fait que l'élément de départ soit une matrice me gêne.Comme il suffit de prendre une base au hasard pour faire le calcul, tu ne sais pas le faire...En fait, tu n'acceptes pas l'axiome du choix, c'est ça ? -
Mister Da j'ai tout corrigé cette fois, j'ai vérifié que la somme des dimensions des sous-espaces propres est égale à la dimension de $E$.
JLapin je suis à l'aise avec les endomorphismes de $K^n$ mais un endomorphisme de $M_2(\R)$ je trouve ça plus exotique j'ai plus de mal.
J'ai un blocage, $f(M)$ est une matrice $(2,2)$. Or une base de $M_2(\R)$ est $(E_{11},E_{12},E_{21},E_{22})$ donc j'aurai une matrice $(4,4)$ je n'ai pas compris ce détail -
Il me semble que $2d-2d=0$.
-
Verdurin oui j'ai corrigé mes erreurs de calcul.
JLapin finalement je n'ai pas compris quelle base prendre. $f(M)$ est une matrice $(2,2)$
D'après mon expression de $AM-MA$ on a , $Tr (f(M) )=0$ mais je ne sais pas le démonter en utilisant une base ni représenter la matrice de $f(M)$ dans une base.
-
Bonjour,OShine, ici les matrices $2\times 2$ sont tes vecteurs (qui vivent donc dans un espace vectoriel de dimension $4$) et dans une base $\mathbb{B}$, la matrice $\operatorname{Mat}_{\mathbb{B},\mathbb{B}}(f)$ de ton application $f$ est de dimension $4\times 4$.La trace que tu souhaites calculer est $\operatorname{trace}\operatorname{Mat}_{\mathbb{B},\mathbb{B}}(f)$.Pour trouver la matrice en question dans la base $\mathbb{B} = (E_{11}, E_{12}, E_{21}, E_{22})$, il faut mettre dans la première colonne les coordonnées de $f(E_{11})$ dans la base $\mathbb{B}$ et ainsi de suite.Cordialement,Mister Da
-
D'accord merci à vous. Ca change des exercices infaisables de mon livre, qui demandent toujours des astuces de fou.
Considérons la base $B=(E_{11},E_{21},E_{12},E_{22})$ de $M_2(\R)$.
On a $f(E_{11})=0$, $f(E_{21})=E_{21}$, $f(E_{12})=-E_{12}$ et $f(E_{22})=0$
Donc $Mat_B f(M)= \begin{pmatrix}
0 & 0 & 0 & 0\\
0 & 1 & 0 & 0 \\
0 & 0 & -1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0
\end{pmatrix}$
Donc $Tr(f)=0+1 -1+0=0$ ce qui confirme le résultat obtenu car je trouve $sp(f)= \{-1,0,1 \}$
-
Bah ce sont des exercices de PSI* quand même.
Mais il faut dire que le niveau MP/MP* est bien au dessus du niveau PSi/PSI* . -
Tu ne comprends pas le principe d'entrainement... Cet exo pourrait même être posé en L2 Eco Gestion ou en MP* à Ginette....
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Bonjour!
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