Inverse de matrice
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 02 Oct 2012, 21:24
bonsoir, j'aimerais savoir si j'ai bien trouvé l'inverse de la matrice suivante :

.
Donc je pose :
 = \begin{pmatrix} 1&0&0&0 \\ 0&1&0&0 \\ 0&0&1&0 \\ 0&0&0&1 \end{matrix})
 = \begin{pmatrix} 1&0&0& -4 \\ 0&1&0& -3 \\ 0&0&1& -2 \\ 0&0&0&1 \end{matrix})
 = \begin{pmatrix} 1&0& -3&2 \\ 0&1& -2&1 \\ 0&0&1& -2 \\ 0&0&0&1 \end{matrix})
 = \begin{pmatrix} 1&-2& 1&0 \\ 0&1& -2&1 \\ 0&0&1& -2 \\ 0&0&0&1 \end{matrix})
.
Mais par contre, comment déterminer l'inverse de :

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Nightmare
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par Nightmare » 02 Oct 2012, 21:31
Hello,
inverser une matrice ce n'est rien d'autre que résoudre un système d'équation. Si la matrice est triangulaire, la résolution est immédiate.
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 02 Oct 2012, 22:23
Nightmare a écrit:Hello,
inverser une matrice ce n'est rien d'autre que résoudre un système d'équation. Si la matrice est triangulaire, la résolution est immédiate.
Ben 'faut croire que pour moi, elle n'est pas si immédiate que ça.
Je vois pas du tout en quoi elle est immédiate...
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Mathusalem
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par Mathusalem » 02 Oct 2012, 22:24
Commence par la dernière ligne
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Nightmare
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par Nightmare » 02 Oct 2012, 22:49
Notons
)
et un vecteur. Je note A ta matrice.
L'équation

d'inconnue X se traduit par le système d'équations
x_{n}=y_{2}\\etc.\\x_{n-1}+2x_{n}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=y_{n-1}\\x_{n}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,\,\=y_{n})
d'inconnues x1,...,xn
La dernière ligne fournit xn, l'avant dernière fournit alors x(n-1)=y(n-1)-2x(n)=y(n-1)-2y(n) etc.
Donc la dernière ligne de la matrice inverse sera (0,0,...,0,1), l'avant dernière sera (0,0,...,1,-2) etc.
:happy3:
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 02 Oct 2012, 22:59
Nightmare a écrit:Notons
)
et un vecteur. Je note A ta matrice.
L'équation

d'inconnue X se traduit par le système d'équations
x_{n}=y_{2}\\etc.\\x_{n-1}+2x_{n}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=y_{n-1}\\x_{n}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,\,\=y_{n})
d'inconnues x1,...,xn
La dernière ligne fournit xn, l'avant dernière fournit alors x(n-1)=y(n-1)-2x(n)=y(n-1)-2y(n) etc.
Donc la dernière ligne de la matrice inverse sera (0,0,...,0,1), l'avant dernière sera (0,0,...,1,-2) etc.
:happy3:
Oui, ça je viens d'y arriver mais c'est après que ça se gâte...
T'aurais pas une petite astuce pour ne pas se perdre dans les calculs ?
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 02 Oct 2012, 23:08
J'arrive à ça :
x_k \\ etc. \\ x_i=y_i - \sum_{k=i+1}^n (k-(i-1)) x_k \\etc.\\x_{n-1} = y_{n-1} - \sum_{k=n-1}^n (k-(n-2))x_k \\x_{n}=y_n)
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wserdx
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par wserdx » 02 Oct 2012, 23:17
Tu pars dans le mauvais sens. Il faut partir de la dernière ligne et remonter vers le haut.
A chaque fois, il faut réinjecter les expressions trouvées plus bas dans la ligne courante (exprimer les

en fonction des

)
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wserdx
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par wserdx » 02 Oct 2012, 23:34
Si tu veux une démonstration un peu plus "fun"
considère la matrice

nilpotente avec des 1 juste au-dessus de la diagonale et des 0 partout ailleurs.
Ta matrice vaut alors

avec la convention

Comme
' = 1/(1-x)^2)
, l'inverse recherché est
^2 = Id -2H+H^2)
, c'est à dire des 1 sur la diagonale, -2 juste au-dessus et 1 encore au-dessus.
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 07 Oct 2012, 20:40
wserdx a écrit:Tu pars dans le mauvais sens. Il faut partir de la dernière ligne et remonter vers le haut.
A chaque fois, il faut réinjecter les expressions trouvées plus bas dans la ligne courante (exprimer les

en fonction des

)
Oui je suis d'accord, mais plus je remonte, plus je suis submergé dans les calculs
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wserdx
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par wserdx » 07 Oct 2012, 20:54
Ben désolé. Tu peux essayer de partir du résultat

, faire le produit et montrer qu'on obtient bien

. Ou alors démontrer le résultat par récurrence sur

.
Dans tous les cas il faut un peu de persévérance et de concentration.
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 07 Oct 2012, 22:29
wserdx a écrit:Ben désolé. Tu peux essayer de partir du résultat

, faire le produit et montrer qu'on obtient bien

. Ou alors démontrer le résultat par récurrence sur

.
Dans tous les cas il faut un peu de persévérance et de concentration.
J'ai pas bien compris comment on définis la matrice H (les éléments qui la compose et sa taille (nxn ?))
Je n'ai pas compris de plus, ton idée avec I-2H+H² et (Id-H)²...
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wserdx
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par wserdx » 07 Oct 2012, 23:35
Oui H est d'ordre n, avec des 1 dans la sur-diagonale (c'est à dire la diagonale juste au-dessus de la diagonale principale) et des 0 partout ailleurs.
l'inverse que tu cherches est
^2=I-2H+H^2)
c'est-à-dire des 1 sur la diagonale principale, des -2 sur la diagonale juste au dessus et des 1 sur la diagonale juste encore au-dessus, des 0 partout ailleurs.
(compare avec ce que tu as trouvé dans le cas n=4)
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capitaine nuggets
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par capitaine nuggets » 07 Oct 2012, 23:43
tu me dis :
wserdx a écrit:l'inverse que tu cherches est
^2=I-2H+H^2)
c'est-à-dire des 1 sur la diagonale principale, des -2 sur la diagonale juste au dessus et des 1 sur la diagonale juste encore au-dessus, des 0 partout ailleurs.
(compare avec ce que tu as trouvé dans le cas n=4)
Mais comment en es-tu arrivé à ce résultat ?
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wserdx
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par wserdx » 08 Oct 2012, 00:32
capitaine nugget a écrit:Mais comment en es-tu arrivé à ce résultat ?
En observant que la matrice que tu veux inverser vaut :

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