Sommes symétriques

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Olympus
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Sommes symétriques

par Olympus » 20 Mar 2010, 14:50

Bonjour !

Voilà en travaillant sur une certaine inégalité, j'ai constaté que j'ai un problème avec la notation .

Au début je croyais que par exemple ( en supposant qu'on n'a que 3 variables : x, y et z ) , alors qu'en réalité c'est .

Donc finalement, je crois que c'est la somme de toutes les permutations possibles ( donc le 2 au-dessus vient du fait qu'on a trois groupes de 2 permutations identiques ) .

Mais alors, sur certaines sommes, ça m'est un peu compliqué pour gérer le coefficient ...

Par exemple, en supposant qu'on a 4 variables a;b;c;d, .

Est-ce égale à ( le 6 venant du fait que dans ce cas toutes 6 permutations donnent le même résultat ) ?

Merci !



benekire2
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par benekire2 » 20 Mar 2010, 17:05

J'ai d'ailleurs une question a ce propos : Quelqu'un peut m'expliquer/me donner des exemples concrets de sommes cycliques et de sommes symétriques ?

En fait je n'en trouve pas sur le net ( ou alors je ne sais pas chercher !!)

Merci.

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Olympus
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par Olympus » 20 Mar 2010, 17:44

benekire2 a écrit:J'ai d'ailleurs une question a ce propos : Quelqu'un peut m'expliquer/me donner des exemples concrets de sommes cycliques et de sommes symétriques ?

En fait je n'en trouve pas sur le net ( ou alors je ne sais pas chercher !!)

Merci.


Pour les sommes cycliques c'est simple, c'est comme si tu permutes en faisant un cycle ( je sais pas si c'est clair ) .

Par exemple, si on a 4 variables a;b;c;d :



En réalité, voici ce qui se passe :



Là on a fait les permutations suivantes : a;b;c;d => b;c;d;a => c;d;a;b => d;a;b;c , là on stop car on vient de faire un cycle .

benekire2
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par benekire2 » 20 Mar 2010, 17:59

Merci ;) Atendons de voir pour les sommes symétriques alors :id:

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Olympus
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par Olympus » 20 Mar 2010, 18:05

Pour les sommes symétriques je suis quasi sûr que c'est sur toutes les n! permutations ( si on a n variables ), donc si on a 4 variables a;b;c;d, on aurait les permutations suivantes :

a;b;c;d
a;b;d;c
b;a;c;d
b;a;d;c

b;c;d;a et ses 3 copains .
c;d;a;b et ses 3 copains .
d;a;b;c et ses 3 copains .
d;b;a;c et ses 3 copains .
a;c;b;d et ses 3 copains .

Soit exactement 4!=24 permutations .

Mais j'attends une confirmation car j'ai vu d'autres utilisations sur certains forums qui suggèrent que les termes identiques sont annulés ( donc dans la somme de mon premier post, il n'y aurait pas le coefficient 6 car les permutations identiques seraient annulées ) .

Nightmare
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par Nightmare » 20 Mar 2010, 18:43

Salut,

ces symboles sont-ils d'usage? Je ne les ai jamais vu et pour moi écrit comme vous l'avez fait, ils n'ont pas beaucoup de sens, étant donné qu'on ne sait pas ce qu'on somme et sur quoi...

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Olympus
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par Olympus » 20 Mar 2010, 18:49

Les francophones ne les ont apparemment pas encore adoptés, mais en revanche, dans les communautés mathématiques anglophones, vietnamiennes ou chinoises, surtout en relation avec les olympiades, c'est très utilisé .

Exemple : http://www.mathlinks.ro/viewtopic.php?t=3547 ou encore http://www.mathlinks.ro/viewtopic.php?t=146 ( quasi pas de LaTeX dans le deuxième lien, mais tu les verras dans les sum(...) ) .

( à noter que certains forumeurs ne précisent pas si c'est une somme symétrique ou cyclique )

Aussi, des .pdf très connus l'utilisent, comme par exemple "Topics in inequalities" de Hojoo Lee ( un petit googling pour l'avoir ) .

Nightmare
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par Nightmare » 20 Mar 2010, 18:54

D'après ce que je lis, on a simplement et

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par Olympus » 20 Mar 2010, 18:56

Nightmare a écrit:D'après ce que je lis, on a simplement et


Exact, c'est ça .

Nightmare
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par Nightmare » 20 Mar 2010, 19:03

Du coup, ça n'a pas de sens de parler de somme symétrique sur 3 éléments ou de somme cyclique sur 2 !

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par Olympus » 20 Mar 2010, 19:10

Euh si .

Par exemple si on pose : .

Alors y aura forcément 3!=6 permutations si on fait une somme symétrique .

Mais si on pose , alors il n'y aurait que 2! permutations possibles .

Donc cela dépend bien des variables sur lesquelles on travaille .

Nightmare
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par Nightmare » 20 Mar 2010, 19:15

La somme symétrique ne consiste pas à effectuer toutes les permutations possible mais juste à faire une transposition a priori donc je maintiens que ça n'a pas de réel sens de le faire pour 3 variables, sauf si l'on décide d'en fixer une et de transposer les deux autres, mais dans ce cas le symbole n'est pas suffisant.

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par Olympus » 20 Mar 2010, 19:24

Nightmare a écrit:La somme symétrique ne consiste pas à effectuer toutes les permutations possible mais juste à faire une transposition a priori donc je maintiens que ça n'a pas de réel sens de le faire pour 3 variables


Comment expliquer alors que sur 3 variables : alors que sur 2 variables, cela ne donne que ?

sauf si l'on décide d'en fixer une et de transposer les deux autres, mais dans ce cas le symbole n'est pas suffisant.


Ben on peut le préciser au début de la rédac ou je ne sais pas quoi .

Par contre, je ne peux pas imaginer de situation où l'on serait obligé de travailler sur X variables, puis Y variables, puis Z variables etc... Mais si ce serait le cas, alors il suffirait d'écrire la suite de variables ( par exemple a;b;c;d ) sous le sigma comme le font certains sur mathlinks.ro .

Mais quand on a affaire avec les inégalités, il est clair qu'on travaille sur toutes les variables de l'inégalité .

Ensuite, dans les textes sur l'inégalité de Muirhead, ils précisent très bien qu'on a affaire à des sommes sur toutes les permutations possibles, et ces sommes sont appelées symétriques ...

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par Olympus » 21 Mar 2010, 11:56

Voici un extrait d'un texte sur l'inégalité de Muirhead dont je parlais ( "Muirhead's inequality" par Andre Rzym ) :

Image

Certes il utilise un autre symbole dans son pdf mais bon son symbole est quasi inutilisé dans les forums ...

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Ben314
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par Ben314 » 21 Mar 2010, 12:24

Salut,
J'ai un peu l'impression que vous posez trés souvent le même style de question qui se résume à "quelle est la définition de ???"
Pour ma part, je répondrait assez systématiquement que c'est... ce que l'on veut. (une définition est... une définition)
Bien entendu, il y a un grand nombre de cas "académiques" où il est extrèmement pratique que tout le monde prenne la même définition pour pouvoir communiquer plus façilement, mais il me semble que ces notions de sommes symétriques et de sommes cycliques ne soit pas trés utilisées dans le monde "académique" : je n'ais jamais vu de livre de cours universitaires qui en parle.
Je pense donc que ces définitions sont surtout utiles dans le monde des olympiades, et je ne sais pas si dans ce monde il y a une "référence" à laquelle tout le monde se... réfère pour les notations (pour le monde "académique" français, on peut par exemple se référer à Bourbaki, mais je ne pense pas que tu y trouve la notion de somme alternée et symétrique : il faudrait que je cherche mais j'ai la flemme...)

En résumé : Regarde TOUT les auteurs qui utilisent ce type de notation (et surtout pas un seul...) et regarde qui utilise quoi comme définition puis choisis
1) Soit la plus fréquente
2) Soit la plus pratique à manipuler, c'est à dire celle qui rend les manipulations les plus "visuelles" possibles.

Dans tout les cas, si tu rédige "propre", tu doit évidement commencer tout les "textes" où tu utilise la notation par la définition de cette notation !!!!

Personellement (donc cela ne regarde que moi...) je choisirais celle où on fait systématiquement la somme sur les factorielle(n) permutations possibles, même si l'expression de départ admet des symétries. Par contre, contrairement à l'auteur que tu cite, je considèrerais que le 1/n! ne fait pas partie de la "notation"...
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

alavacommejetepousse
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par alavacommejetepousse » 21 Mar 2010, 12:57

bonjour
cest comme dit ben une question de définition pour des objetspeu fréquents hors des pbs d olympiades pour ma part il me semble qu 'une somme symétrique doit être une fonction symétrique des variables c 'est le moins qu'on puisse lui demander donc une somme sur les n! permutations possibles le n!devant n 'est pas fondamental

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par Olympus » 21 Mar 2010, 13:14

Pas de définition académique justement parce que dans les programmes on ne nous donne quasiment jamais d'exercice où l'on serait souvent obligé de recourir à la méthode bourrin : développement puis réécriture en somme de carrés parfaits .

Pis dans les cours d'olympiades français ( Animaths, Soulami etc... ), ils n'ont jamais parlé d'inégalités sur les symétries ( plus généralement, ce qui se passe quand une séquence majore une autre, la preuve, aucun article en français sur Muirhead, aussi, rien que ce topic saute en deuxième place dans les résultats de recherche de Google pour "Inégalité de Muirhead" :ptdr: ), n'ont donc quasiment jamais besoin de développer de grosses expressions, et n'ont donc pas besoin d'introduire ce genre de notations .

Ce qui m'a poussé à lancer ce topic, c'est quand j'ai lu le post http://www.mathlinks.ro/viewtopic.php?p=192974#192974 :

...
Another comment, the number one mistake I see with symmetric sum notation is people saying things like . THAT IS NOT TRUE. The whole point of symmetric sum is that you sum over all permutation regardless of the expression. So the correct form is . You will see the reason behind this once you use Muirhead.
...


Donc je pense que, comme BenPi l'a suggéré, je vais utiliser la notation pour désigner la somme sur toutes les permutations des variables comme la majorité ( mathlinks entre autres ) le fait, et cela ne crée pas de confusion ( enfin, le symbole n'est pas utilisé pour désigner autre chose à ma connaissance ) .

PS : pour le , c'est dans la "moyenne symétrique" ( symmetric mean comme l'a précisé l'auteur ) et pas dans la "somme symétrique", même si je ne vois pas son utilité vu que Muirhead dit que si majore , alors la "moyenne symétrique" des a_n est plus grande que celle des a'_n, car on simplifiera de toute façon par les . ( mais bon c'est hors-sujet )

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Olympus
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par Olympus » 21 Mar 2010, 13:23

Hum, même sur Wikipedia ( en ) il l'utilisent comme ça : http://en.wikipedia.org/wiki/Muirhead%27s_inequality .

 

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