Simplifier la matrice d'une symétrie

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Ourfalli
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Simplifier la matrice d'une symétrie

par Ourfalli » 08 Juil 2025, 23:49

Bonjour ou bonsoir,
On a un espace vectoriel à quatre dimensions et sous-espace engendré par et .
On veut :
1- La matrice de projection orthogonale sur et la matrice de la symétrie orthogonale par rapport à sur dans la base canonique orthonormée . Pas de problème jusqu'à là.
2 - Une base orthonormale , dans laquelle la matrice de la symétrie orthogonale par rapport à est ... "plus simple". Par "plus simple", bien sûr, ça sous-entend la matrice de symétrie .

Pour la solution de 1 , je caractérise, et j'ai les quatre vecteurs dans les colonnes de la matrice :

Pour la symétrie, je trouve :



Pour la question 2, je procède à l'orthogonalisation de Gram-Schmidt pour arriver à :



Cette matrice est bien orthogonale et donc pourrait faire office d'une matrice de passage telle que :

Et là, j'ai une matrice loin d'être simple.

Je me suis dit que je n'ai pas employé la bonne méthode, où il y a une erreur de raisonnement. J'opte pour trouver une matrice et trouver un système d'équations pour que son déterminant soit , qui vérifie . Puis, résoudre une autre système pour vérifier . Sauf que le calcul est fastidieux.

Je regarde la solution pour trouver cette matrice donnée "par exemple" (sic.) !


Les deux premières colonnes, c'est bien ce que j'ai trouvé. Par contre, le corrigé reprend les deux dernières colonnes de trouvées par les calculs pour caractériser , mais aucune idée comment "on en déduit" les deux derniers vecteurs de ! Ce n'est pas une matrice orthogonale . Je ne comprends plus rien ! Comment on a trouvé cette matrice ? !!

J'apprécie votre aide, merci d'avance.



GaBuZoMeu
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Re: Simplifier la matrice d'une symétrie

par GaBuZoMeu » 10 Juil 2025, 07:46

Bonjour,
Il y a une infinité de matrices orthogonales dont les deux premiers vecteurs colonnes forment une base de (et les deux derniers, par conséquent , une base de ). Ceci justifie le "par exemple", puisque c'est effectivement une possibilité parmi une infinité.
La matrice proposée en exemple n'est-elle pas obtenue par orthonormalisation de Gram-Schmidt à partir de la base ? Je n'ai pas fait le calcul pour vérifier, je te le laisse.

GaBuZoMeu
Habitué(e)
Messages: 6126
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Re: Simplifier la matrice d'une symétrie

par GaBuZoMeu » 10 Juil 2025, 14:19

Il y a par ailleurs une erreur de signe sur un coefficient de la troisième colonne.

 

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