petites opérations sur une matrice

(Cliquez-ici pour accéder à la version originale de cette discussion avec couleurs et images)







Posted by: georgess

Bonjour , je prends la matrice suivante :

A =

0 1 -1
-3 4 -3
-1 1 0

1) calculer A² et vérifier que A² - 3A + 2I = 0 où I est la matrice identité .

A² =

-2 3 -3
-9 10 -9
-3 3 -2

Après calculs ( que je ne peux pas mettre ici car les matrices c'est la galère pour les écrire ) , A² - 3A + 2I fait bien 0 .

2) je mettrai cette question en dernier ;) .

3)Calculer A^-1 par la méthode de gauss .

Soit X(x,y,z) et Y(a,b,c) 2 éléments de M3,1 (R) .

On a donc le système :

-x + y = c
-3x + 4y - 3z = b
y - z = a

je trouve z = (a-b+3c)/2 , y = 3a/2 - b/2 + 3c , x = 3a/2 -b/2 + 2c et maintenant pour avoir la matrice je fais comment ?

merci de votre aide .



Posted by: georgess

donc la matrice que je trouve est :

3/2 -1/2 2
3/2 -1/2 3
1/2 -1/2 3/2

qu'en pensez vous ?

merci



Posted by: Babe

je me suis gouré en plus lol



Posted by: georgess

quel est le rapport avec ce que j'ai écrit tu m'expliques ?



Posted by: georgess

la matrice que j'ai trouvé est elle juste ?



Posted by: Baltha

Pour vérifier calcul A*A^-1, tu dois trouver l'identité normalement.



Posted by: georgess

ben en faisant la multiplication on voit clairement que ça donne pas la matrice identité pourtant j'ai pas fait d'erreur dans mon système de gauss à ce que je sache ...



Posted by: georgess

ah ben si ça donne bien la matrice identité donc j'avais bon :) , maintenant je reviens à la question 2) qui est :

en déduire que A est inversible et que A^-1 = 3/2I -1/2A

est ce que c'est sous entendu avec les déterminants ?

merci



Posted by: Baltha

A^-1= $ \begin{pmatrix}<br />
\frac{1}{2} &amp; \frac{-1}{2}&amp;\frac{1}{2} \\<br />
\frac{3}{2}&amp;\frac{-1}{2}&amp;\frac{3}{2} \\<br />
\frac{1}{2} &amp;\frac{-1}{2}&amp;\frac{3}{2}<br />
\end{pmatrix}



Posted by: Baltha

Ah j'ai fait une erreur?



Posted by: Narhm

Tu as réussi à trouver un polynome annulateur P(x) = x²-3x+2 puisque
P(A) = 0 , et si tu regardes bien , tu peux factoriser et faire resortir une matrice tq tu aies AB=Identité, d'ou A est inversible et tu peux facilement le calculer apres ca. ( égale à B ).

Bye



Posted by: Baltha

Je suis persuadé que ta matrice A^-1 est fausse!



Posted by: georgess

baltha , vérifie mon système , il est juste , donc ma matrice est bonne et pourtant elle me donne pas la matrice identité .



Posted by: Baltha

Il doit y avoir une erreur dans ton système, je vais vérifié sa!



Posted by: georgess

la bonen matrice c'est :

3/2 -1/2 2
3/2 -1/2 3
1/2 -1/2 3



Posted by: georgess

j'avais juste fait une erreur de frappe :)



Posted by: Baltha

Voila un petit lien qui peut te servir: http://wims.unice.fr/wims/wims.cgi?...ear%2Fmatrix.fr



Posted by: georgess

ok mais as tu trouvé une erreur dans mon systeme car moi non



Posted by: Cestmoikmille

Citation:
Posté par georgess
On a donc le système :

Systeme 1
-x + y = c
-3x + 4y - 3z = b
y - z = a

Systeme 2
je trouve z = (a-b+3c)/2 , y = 3a/2 - b/2 + 3c , x = 3a/2 -b/2 + 2c


si tu recalcules en remplacant dans ton 2eme systeme les a, b, c par la définition que tu en as dans ton 1er systeme (tu me suis ?), on voit que z est juste, mais y ne l'est pas (tu devrais avoir y = (3a - b + 3c)/2 ) et x non plus (j'ai pas calculé ce que ca devrait être, mais reprends tes calculs ton erreur est surement bidon ^^, comme toute erreur de calcul !)



edit : Ceci dit, je n'ai jamais inversé une matrice comme ca, la méthode de Gauss que j'utilise se fait directement sur les matrices, ca revient au même sauf que c'est moins lourd (puisqu'il n'y a pas toutes les variables)
Inverse par la méthode de Gauss



Posted by: georgess

voici mon dernier developpement détaillé :

-x + y = c
y - z = a
-3x + 4y -3z = b

-x+y = c
y - z = a
y - 3z = b - 3c

-x + y = c
y - z = a
-2z = b - 3c - a

donc :

z = a/2 - b/2 + 3c/2

y = 3a/2 - b/2 + 3c/2

x = 3a/2 - b/2 + c/2

et là ya aucune erreur ok?



Posted by: Cestmoikmille

voilà ! et tu as bien :

A * A^-1 = A^-1 * A =

( 3/2 -1/2 1/2 ) ( 0 1 -1 ) ( 1 0 0 )
( 3/2 -1/2 3/2 )*(-3 4 -3)=(0 1 0 )
( 1/2 -1/2 3/2 ) ( -1 1 0 ) ( 0 0 1 )

edit : je sais c moche mais je savais pas comment faire autrement



Posted by: georgess

ok alors dernière question , c'est la 2) du 1er message que j'avais zappé :

En déduire que A est inversible et que A^-1 = 3/2 I - 1/2 A .

VOIR LE 1ER MESSAGE .

Comment en voyant la matrice de départ A et ayant calculer A² et sachant que A² - 3A + 2I = 0 , déduire que A est inversible ?

merci



Posted by: Cestmoikmille

pour déduire que A est inversible, je sais pas, faut que tu regardes les théoremes et propriétés que t'as le droit d'utiliser moi j'ai oublié plein de trucs :)
peut etre simplement calculer le determinant ?

par contre c'est assez simple de montrer
A² - 3A + 2I = 0 => A^-1 = 3/2 I - 1/2 A

A² - 3A = -2I
A² - 3A = -2(A*A^-1)
etc...



Posted by: georgess

comment tu continues ta simplification ?



Posted by: georgess

A^-1 = A²/-2A -3A/2A ce qui donne 3/2I -1/2A , vu que I vaut 1 ou A/A ?



Posted by: Cestmoikmille

I = element neutre des matrices

oui c'est bien comme ca qu'il faut simplifier !!



Posted by: georgess

néanmoins je ne comprends pas pq après avoir calculer A² et vérifier que A²-3A+2I = 0 on peut déduire que la matrice est inversible , j'ai aucun théorème qui parle de ce genre de chose...



Posted by: Cestmoikmille

Trouvé sur wikipedia : "une matrice carrée A est inversible <=> il existe un polynôme annulateur de A dont 0 n'est pas racine"
Ca ne me dit rien, mais c'est probablement vrai (un peu la flemme de vérifier)... Donc tu dois pouvoir utiliser ca pour ta démonstration... (si tu l'as dans ton cours c'est mieux !!)
C'est ici !!

Au pire si c'est dans un DM et que tu as besoin de rédiger proprement, tu peux toujours rajouter le calcul du déterminant pour dire qu'elle est bien inversible (afin de pouvoir répondre à la deuxième partie de la question), même si ton théorème est faux (mais ca semble bien etre celui ci à utiliser vu la tête de la question 1)

voilà, j'espère t'avoir été utile ! Bon courage.











-