Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

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Xat
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Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 08 Nov 2018, 20:37

Bonjour,

Une question me taraude en ce moment, le sujet concerne les matrices, en particulier la partie 3 :

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Je n'ai pas eu de difficultés pour faire l'exercice, mais je n'ai pas de correction. Seulement un rapport de concours, brossant rapidement les différents exercices et qui au sujet de ce dernier mentionne ceci:

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J'ai pour ma part résolu en comme suit :
Pour x = 0, on a BA = I3

J'ai donc multiplié les deux termes par A pour obtenir :
UBA = CA <=> UI = CA <=> U = CA

Si ce que je propose me parait correct, je ne comprends pas cette histoire de conditions nécessaires et suffisantes et ce que je dois rédiger.

Si quelqu'un peut m'éclairer à ce sujet, ce serait vraiment sympa !



pascal16
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par pascal16 » 08 Nov 2018, 20:57

Explication géométrique :

dans l'espace on cherche l'intersection de deux droites :
-> soit une droite D1 parallèle à l'axe Ox, mais pas dans le plan (O,x,y)
la droite n'a pas pas de point d'intersection avec D2= l'axe Oy

Soit la transformation de l'espace la projection d'axe Oz sur le plan (O,x,y)

les projection des droites D1 et D2 ont un point commun : O.
Trouver un point commun aux projections n'est pas une équivalence au problème de départ

Cette projection, c'est comme une multiplication par une matrice non régulière : elle a transformé l'espace (elle a perdu une dimension ) et donc l'équivalence des solutions.

Xat
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 08 Nov 2018, 21:26

Je suis pas certains de saisir.

La condition nécessaire serait U=CA ? Comment en déduire que c'est suffisant?

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Ben314
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Ben314 » 09 Nov 2018, 06:29

Salut,
Lorsque tu as ton égalité UB=C puis que tu multiplie les deux membres à droite par A, tu obtient effectivement UBA=CA ce qui signifie qu'on a l'implication UB=C => UBA=CA.
Par contre, à priori, ce n'est pas une équivalence vu qu'en général, si tu as deux objets X et X' et une fonction F qui s'applique aux objets du type de X et X' alors ce que tu peut systématiquement dire, c'est que X=X' => f(X)=f(X'), mais la réciproque n'est pas forcément vraie. Par exemple, si X et X' sont des réels alors X=X' => X²=X'² mais la réciproque est fausse vu que par exemple 2²=(-2)² alors que 2 n'est pas égal à -2.
Et concernant le "produit à droite" par une matrice donnée, c'est pareil : si X=X' (deux matrices) alors on a forcément XA=X'A, mais ce n'est pas toujours une équivalence (ça dépend de la matrice A en fait)
Par exemple, si ; alors vérifie qu'on a bien alors qu'on a pas

Bref, pour le moment, dans ta preuve, tu as uniquement UB=C qui implique que UBA=CA, mais à priori, tu ne sait pas si UBA=CA implique que UB=C.
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Xat
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 10 Nov 2018, 11:36

Merci beaucoup pour ta réponse !
Donc je démontre ça:
UBA = CA => UI = CA => U = CA

En revanche, j'ai beau chercher je ne vois pas comment démontrer l'implication de l'autre côté : /

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Ben314
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Ben314 » 10 Nov 2018, 12:03

Ce que tu as pour le moment, c'est donc ça :

(ou seul le truc en rouge n'est pas une équivalence)

Et arrivé à ce point, tu as plusieurs solutions :

- Soit tu reste pragmatique et tu dit que l'implication en question, ce qu'elle dit, c'est que, si U est une solution de l'équation UB=C, alors forcément U=CA. Donc ce que ça te dit, c'est que la seule éventuelle solution de l'équation UB=C, c'est U=CA et pour savoir si effectivement c'est bien une solution,, ben il suffit de calculer la matrice U=CA puis de regarder si c'est vrai ou pas qu'on a UB=C pour cette matrice U là.

- Soit tu veut rester "un peu théorique" et tu peut te dire que, de la même façon qu'on a "enlevé le B" dans l'équation UB=C en multipliant à droite par A, ben on peut "enlever le A" dans l'équation U=CA en multipliant à droite par B :

Vu que les question précédentes te disent que, non seulement on a , mais on a aussi .

Remarque : Et en fait, tout cela provient du fait que la matrice A est "inversible" (notion qui n'est visiblement pas au programme de ton année) et que son inverse, c'est la matrice B.
Et ce qu'on vient de faire, c'est la même chose que dans où on a : pour l'implication , on multiplie par les deux cotés de l'équation et, pour l'implication , on multiplie par (c'est à dire l'inverse de 3) les deux cotés de l'équation. La seule (grosse) différence avec les matrice, c'est que dans les réels sont tous inversible sauf le réel 0, alors que pour les matrices, c'est bien plus compliqué : il y a des tas de matrices qui ne sont pas inversible (par exemple la matrice A de mon précédent post).
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 10 Nov 2018, 13:37

La matrice inverse est en effet au programme, je n'avais pas pensé AB=BA

Et bien merci beaucoup pour ta réponse, c'est très clair pour moi maintenant!

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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 10 Nov 2018, 14:20

Pour la postérité:

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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Ben314 » 10 Nov 2018, 15:49

Deux minuscules remarques :
- A mon sens, ton "par identification on pose", je trouve que c'est pas vraiment ça au niveau du sens qu'on donne en général à l'expression "On pose . . . " (qui signifie qu'on définit un nouvel objet mathématique).
Perso, j'aurais trouvé bien préférable d'écrire que "On voudrait avoir . . . " ou "Il faut qu'on ait . . . " ou un truc du même style avec le verbe "avoir" et pas le verbe "poser" (*).
- Vu le niveau de l'exo., si c'est un D.M., je me demande si à la fin, tu n'est pas sensé calculer "pour de vrai" le résultat de U=-CA.

P.S. (*) Encore qu'à la limite, on peut dire que ce que tu "pose" (et qui est nouveau), c'est le système d'équations, mais je trouve quand même ça un peu "bof bof" comme formulation.
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 10 Nov 2018, 17:04

"Par identification, trouver x tel que AB=BA revient à résoudre le système suivant: "

Tu en penses quoi?

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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Ben314 » 10 Nov 2018, 17:27

Xat a écrit:"Par identification, trouver x tel que AB=BA revient à résoudre le système suivant: "
Tu en penses quoi?
Ca c'est trés bien.
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Re: Matrices : Conditions nécessaires puis suffisante.

par Xat » 10 Nov 2018, 19:17

Super, merci !

 

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