Forme linéaire

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euclide
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Forme linéaire

par euclide » 27 Fév 2007, 14:01

Soit f une forme linéaire sur l'espace vectoriel des matrices carrées d'ordre n à coefficients dans un corps que l'on note E.

Montrer que : (1)=>(2) avec

(1) :
(2) :

En fait il fallait montrer l'équivalence mais c'est dans ce sens que je bloque.



fahr451
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par fahr451 » 27 Fév 2007, 14:40

bonjour...
utiliser les matrices de la base canonique Eij

et la propriété

E ij E kl = delta(j,k) E il avec delta (j,k) = 1 si j = k et 0 sinon

mathelot

par mathelot » 27 Fév 2007, 16:35

bonjour,
on sait que Tr(XY)=Tr(YX) et que Tr est une forme linéaire.
La condition (1) est nécessaire.

yos
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par yos » 27 Fév 2007, 16:51

Bonjour.
est un produit scalaire sur l'ev E des matrices n,n, donc toute forme linéaire sur E est de la forme , pour G convenable.
Ensuite f(XY)=f(YX) donc tr(XYG)=tr(YXG), donc tr(GXY)=tr(XGY). Comme cette égalité est vraie pour tout Y, GX-XG est orthogonal à E donc GX=XG, donc G est dans le centre de E, donc .

mathelot

par mathelot » 27 Fév 2007, 17:15

Bonjour,
on peut le faire à la main avec la formule de Fahr:
(A)

Lemme:
Dans la base canonique,

La trace étant linéaire:

Les s'évaluent agréablement:

d'où:


Venons-en à notre démonstration:
l'idée est celle de Fahr, nous allons exprimer chaque vecteur de la base canonique comme un produit , via la formule (A) en faisant k=j:

d'où, :
(on applique l'hypothèse sur f).
car f est linéaire.
Comme cette dernière égalité est valide pour tout j, en particulier
pour j=1.

De:

nous tirons:


avec le lemme:


CQFD.

fahr451
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par fahr451 » 27 Fév 2007, 17:59

bonsoir
un bémol à l'autre démo (plus savante) le produit scalaire est

= tr (tAB)

yos
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par yos » 27 Fév 2007, 21:15

En effet : tr(XY) est une FBLS non dégénérée. C'est suffisant pour représenter les formes linéaires. Elle est pas définie, donc c'est pas un vrai produit scalaire.

 

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