Polynome

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barbu23
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Polynome

par barbu23 » 08 Mar 2010, 14:59

Bonjour : :happy3:
Suite à ce qui a été dit sur le fil precedent :
http://maths-forum.com/showthread.php?t=101196&page=1&pp=10
J'ouvre un autre fil, pour expliquer l'idée le problème de manière un peu plus large :
Le problème ( élaboré par Hilbert puis abondonnée sans être definitivement resolu si je ne me trompe pas ) est la determination des endomorphismes ( sommes finies de formes linéaires ) qui laissent invariant un polynome homogène à plusieurs indeterminés de degré quelqconque .
Formellement :
Soit un polynome homogène de degré .
( i.e : : )
Determiner les endomorphismes avec un espace vectoriel de dimesnion : tels que :
:

Si ça ne vous donne pas trop envie de vous lancer dans la recherche de la reponse, Je ne vous demande que de m'aiguiller et de me proposer des liens accessibles sur le net, ou bien des references se rapportant au même sujet.
Merci d'avance. :happy3:



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Ben314
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par Ben314 » 08 Mar 2010, 15:18

Je pense que c'est pas gagné du tout....
La première chose qui me vienne à l'esprit, c'est, pour un degrés d fixé et un nombre de variable n fixée (et je ne vois aucun intérêt à prendre d=n), de regarder les différentes classes de polynômes modulo la relation d'équivalence ssi il existe (k=corps sur lequel on travaille) tel que .
Si deux polynômes sont équivalent, les groupes correspondant seront conjugués.

Dans le cas d=2, ce truc correspond exactement à la classification des formes quadratiques sur qui est archi classique : trés simple sur C (seul le rang compte), assez simple sur R (rang+signature) et sur les corps finis mais assez compliqué sur Q (on trouve plein de trucs à dire). Dans le cas d=2, le B.A.BA de la méthode est la réduction de gauss, c'est à dire la mise sous forme "canonique" d'un trinôme du second degrés.

Pour d>2, il n'y a plus franchement de "forme canonique" simple d'un polynôme de degrés d, donc... je sais pas par quel bout on s'y prend... ce qui explique sans doute que sur ton autre post où d=3 et tu où tu demande de "diagonaliser" une forme de "degré trois" (je sais pas comment écrire "quadratique" avec trois), personne n'a répondu.

Je conjecture trés fort que ce n'est pas forcément diagonalisable, même dans C car je ne suis pas sûr du tout que l'on puisse écrire par exemple comme une somme d'au plus deux cubes (de combinaisons linéaires de a et de b)
Par contre, écrire comme une somme de deux carrés, je sais faire et ça fait partie de la méthode de Gauss...

Edit : je confirme que .
Peut être avec 3 (ou plus) cubes, mais dans ce cas, je pense que ça devient un peu le bordel : n'est plus un endomorphisme de mais une application de dans (ou plus) donc en particulier non bijective [ça correspond au cas d'une forme quadratique sur k^n qui n'est "que" de rang m<n : on peut la voir comme une forme quadratique non dégénérée sur k^m, sauf que là, on serait en train d'augmenter la dimension...)

P.S. Sans vouloir me rabaissser, il me semble que si Hilbert à laissé tomber, c'est pas sûr que je trouve super façilement sur un coin de table, en préparant mon cours de demain...
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barbu23
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par barbu23 » 08 Mar 2010, 16:04

Ben314 a écrit:
Pour d>2, il n'y a plus franchement de "forme canonique" simple d'un polynôme de degrés d, donc... je sais pas par quel bout on s'y prend... ce qui explique sans doute que sur ton autre post où d=3 et tu où tu demande de "diagonaliser" une forme de "degré trois" (je sais pas comment écrire "quadratique" avec trois), personne n'a répondu.


Non, à ce moment là, on supprime le mot : quadratique ( equivalent au nombre ), et on met à sa place le mot : cubique ( equivalent au nombre ), donc là , comme c'est le cas de voir une forme quadratique sous forme de : avec : l'application bilinéaire associée à , on peut voir une forme cubique sous forme de avec la forme trilinéaire symétrique associée.
L'autre jour, j'ai parlé de tenseurs d'ordre , d'ordre ... etc, parceque ces qui sont des applications bilinéaires , trilinéaires ... etc s'écrivent comme des tenseurs d'ordre , d'odre ... etc.
Pour le cas des formes quadratiques que tu qualifies d'archi - classique, les ont pour matrice associée : qui n'est autre q'un tenseur d'ordre , je veux dire par là, que l'écriture changera, c'est à dire on va passer de la notation matricielle à une notation tensorielle, car, malheureusement, cette notation matricelle pose le problème de representation ( " spatiales " ) , si on est devant un tenseur d'ordre , ... etc, Alors là, on est obligé de remplacer la notation matricelle par la notation tensorielle comme ça : ... cette notation prend en compte la generalisation de la notation matricielle à une notation valable pour tout tenseur d'ordre quelconque.
J'aimagine que, pas besoin de t'expliquer ça, car tu connais ça mieux que moi ... Bref, la diagonalisation pour le cas des tenseurs d'ordre qui servira peut être à trouver une reduction pour les formes cubiques, existe, et generalise davantage la même diagonalisation qui sert à la reduction des formes quadratiques. :happy3:
T'en penses quoi Ben314 ? :happy3:
Merci d'avance ! :happy3:

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Ben314
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par Ben314 » 08 Mar 2010, 16:17

barbu23 a écrit:... Bref, la diagonalisation pour le cas des tenseurs d'ordre qui servira peut être à trouver une reduction pour les formes cubiques, existe...
j'en pense juste que moi,... je sais pas faire (ce qui effectivement ne prouve pas grand chose...)

Essaye juste de commencer par regarder le "cas élémentaire" de d'un truc d'ordre 3 sur un e.v. de dim 2.
Comment tu le "diagonalise" ? (je soupsonne que, peut-être, c'est jouable en passant à la dimension 3, mais pas sûr...)
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barbu23
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par barbu23 » 08 Mar 2010, 18:28

Ben314 a écrit:j'en pense juste que moi,... je sais pas faire (ce qui effectivement ne prouve pas grand chose...)

Essaye juste de commencer par regarder le "cas élémentaire" de d'un truc d'ordre 3 sur un e.v. de dim 2.
Comment tu le "diagonalise" ? (je soupsonne que, peut-être, c'est jouable en passant à la dimension 3, mais pas sûr...)

Oui, alors, là : correspond tout simplement à l'ecriture tensorielle : avec
Si est un tenseur sysmetrique alors, l'écriture çi dessus se transforme en :
Donc, là il n'y'a rien à diagonaliser, car elle est tout simplement diagonaliséé, c'est comme si tu ecris par exemple ( n'importe quel exemple sur une matrice, pour simplifier ce que je veux dire ) :

ou bien :

c'est à dire tous les cases de la matrice sont nuls à part une seule case qui comporte le nombre . Alors, là, il suffit de multiplier la matrice par une matrice circulaire elementaire convenable et on obtient une matrice diagonale.
Il faut aussi signaler qu'il existe des matrices qui ne sont pas diagonalisables ( quant la dimension du sous espace propre ne coincide pas avec le degré de multiplicité de la valeur propre associée ).
A ce propos je conjecture :
Les tenseurs d'ordre symetriques sont diagonalisables.
Il reste la question de forunir une definition formelle de ce qu'est un tenseur d'ordre diagonalisable. ( Ce qui sera l'étape suivant dans ce que je vais expliquer , j'te donne la reponse dès qu'elle est prête )
Qu'est ce t'en penses Ben314 ? :happy3:

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Ben314
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par Ben314 » 08 Mar 2010, 19:26

J'attend toujours que tu me diagonalise , c'est à dire que tu me l'écrive sous forme d'une somme de cubes...

Perso, il me semble que "diagonaliser" la "multi-matrice" , d'une forme"d-adique", ça veut dire ce débrouiller pour que tout les coeffs soient nuls sauf ceux pour lesquels à l'aide d'un changement de base.
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par barbu23 » 08 Mar 2010, 19:59

Attend, d'abord, pour definir ce qu'est une diagonalisation ( j'te donne juste une esquisse de l'idée :happy3: ) pour un tenseur d'ordre sur de base canonique : et défini par : .
Il s'agit donc de trouver une base de vecteurs propres : de telle que s'écrit : avec : : ce sont des valeurs propres de , et je ne sais pas comment s'ecrit finalement la reduction , est ce comme ça : ( est le tenseur diagonalisé ) , le tenseur de passage ( equivalent au matrice de passage pour le cas des matrices ). ( A toi de m'aider un peu :happy3: )
Ensuite, pour ta question , d'accord, mais attend, diagonalise moi d'abord sur :

Le polynome caracteristique est : , et l'unique valeur propre pour est , d'ordre , donc la matrice diagonale est la matrice nul ...
Et la reduction de est avec inversible ( matrice de passage ), ce qui veut dire ( contradiction ), donc est non diagonalisable.
La même chose se passe pour le tenseur associé à ( ton polynome biensûr :happy3: ) , il n'est diagonalisable parceque tous les cases du tenseur ( multi-matrice comme tu aimes l'appeler toi ) sont nuls sauf une seule case qui a pour valeur , surtout celles qui se trouvent sur la diagonale de la multimatrice, elles sont tous nuls ( essaye d'imaginer ce qu'est la diagonale d'une multimatrice , elle se deduit même de la definition que je viens de te donner dans les premieres lignes de ce message ), donc, le tenseur associé à n'est pas diagonalisable. :happy3:
Qu'est ce t'en penses Ben314 ? :happy3:

barbu23
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par barbu23 » 09 Mar 2010, 19:43

Je fais un petit up à ce fil pour voir si quelqu'un a quelques chose à dire et qui me serait utile peut être dans la suite du travail ? :happy3:
Merci d'avance ! :happy3:

 

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