RE dimension d'un sous espace

Forum d'archive d'entraide mathématique
Anonyme

RE dimension d'un sous espace

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il n'est
pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre tombé
dans l'oubli... :-)


"bonjour je bloque sur un exercice et malgré plusieurs essais je ne parviens
pas a avancer
voici l'énoncé :
en posant C le corps des complexes
V un sév de Mn(C) tq quels que soient (A,B) appartenant à V on ait AB=BA
Mq dimV<= n^2/4 +1

on peut supposer que pour tout A appartenant à V A est triangulaire
supérieure

j'ai essayé une démonstration par récurrence qui me semblait approprié ici
mais je ne parviens pas à aboutir
merci de votre aide
par ailleurs si vous connaissez un site itnernet où je peux trouver des
exercices sur les matrices de ce type de niveau pourriez vous me
copmmuniquer le lien
merci"



Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Gauss" , dans le message (fr.education.entraide.maths:60515), a écrit :
> je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il n'est
> pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre tombé
> dans l'oubli... :-)



Ce n'est pas interdit, mais ça ne se fait pas trop, en principe, surtout à
une journée d'intervalle. Et ce n'est pas très fin, ça coupe le thread en
deux.

Si personne n'a répondu, c'est que la question n'est pas facile. En tout
cas j'ai calé dessus un bon moment et j'ai arrêté d'y réfléchir.

--
Yves

Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Yves De Cornulier" a écrit dans le message de
news: crjq9a$1ib1$1@nef.ens.fr...
> "Gauss" , dans le message (fr.education.entraide.maths:60515), a écrit :[color=green]
>> je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il n'est
>> pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre
>> tombé
>> dans l'oubli... :-)

>
>
> Ce n'est pas interdit, mais ça ne se fait pas trop, en principe, surtout à
> une journée d'intervalle. Et ce n'est pas très fin, ça coupe le thread en
> deux.
>
> Si personne n'a répondu, c'est que la question n'est pas facile. En tout
> cas j'ai calé dessus un bon moment et j'ai arrêté d'y réfléchir.
>
> --
> Yves[/color]

je suis désolé je ne savais pas je ne recommencerai plus à l'avenir
effectivement ce n'est pas très intelligent de ma part

Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Gauss" a écrit dans le message de news:
41dd6630$0$18275$8fcfb975@news.wanadoo.fr...
> je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il n'est
> pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre

tombé
> dans l'oubli... :-)
>
>
> "bonjour je bloque sur un exercice et malgré plusieurs essais je ne

parviens[color=blue]
> pas a avancer
> voici l'énoncé :
> en posant C le corps des complexes
> V un sév de Mn(C) tq quels que soient (A,B) appartenant à V on ait AB=BA
> Mq dimVad(Y) admet comme noyau Vect(I) et surjective de
V sur K, on a
dim_C(K)=dim(Im ad) = dim(V) - dim (ker ad) >= dim(V) -1.
Il suffit donc de montrer que dim_C(K) conjugué (X) et g : X--> transposé(X) qui opére
naturellement sur K puisque f^(-1) o ad(A) o f = ad(f(A)) et g^(-1) o ad(A)
o g = ad(g(A))

Le problème est de construire une algèbre commutative "explicite" contenant
K et stable par ce groupe de symétrie (grosso modo, K+f(K)+g(K)+(gof)(K) est
un bon candidat mais il n'y a pas à priori commutation, l'idée serait
peut-être de "casser" M_N(C) sous ce groupe de symétrie et d'expliciter une
certaine algèbre qui serait obtenu comme quatre copie de K, chacune de même
dimension en tant qu'espace vectoriel et la "canonique" étant isomorphe sur
R à une l'algèbre commutative de Sn(R) qui est nécessairement de dimension
moindre que N en raison de la codiagonalisabilité, grosso modo effectuer la
décomposition spectrale de la représentation G sur M_N(C))

Je n'ai plus le temps de penser, bonne nuit en espérant avoir, un peu, fait
avancer le problème

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Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace (une preuve)

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Masterbech" a écrit dans le message de news:
41ddc729$0$3514$8fcfb975@news.wanadoo.fr...
>
>
>
> "Gauss" a écrit dans le message de news:
> 41dd6630$0$18275$8fcfb975@news.wanadoo.fr...[color=green]
> > je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il
[/color]
n'est[color=green]
> > pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre

> tombé
> > dans l'oubli... :-)
> >
> >
> > "bonjour je bloque sur un exercice et malgré plusieurs essais je ne

> parviens[color=green]
> > pas a avancer
> > voici l'énoncé :
> > en posant C le corps des complexes
> > V un sév de Mn(C) tq quels que soient (A,B) appartenant à V on ait AB=BA
> > Mq dimV{0}

Premier cas : il existe un élément A de V admettant au moins 2 valeurs
propres distinctes.

Par définition, V est contenu dans le commutant de A (ensemble des matrices
commutant avec A)
Notons a1,...,ap ses p valeurs propres distinctes (p>=1) et r1, .., rp les
multiplicités respectives (donc r1>=1, .., rp>=1)
Les espaces ker(A-ai)^(ri) sont stables par tous les éléments de V et comme
(A-ai)^(ri) est un polynôme en A, le résultat fondamental de la réduction
implique que pour chaque i, l'espace vectoriel ker(A-ai)^(ri) est stable par
tous les éléments de V
Par conséquent, il existe une matrice P telle que P^(-1)BP=diag(B1,..,Bp) où
Bi est une matrice de taille ri
Notons Vi l'ensemble des matrices Bi, lorsque B décrit V
Vi est un espace vectoriel de M_ri(C) dont tous les éléments commutent (par
commutation de tous les éléments de V)
Puisque 1
[sum(i=1 à p, (ri)^2/4 ] + p
[sum(i=1 à p, (ri)^2/4 ] + p
2(p-1) =1 pour tout i, on a
[sum(1= sum(1= 2(p-1)

donc l'hypothèse au rang n est vraie.

Deuxième cas : tous les éléments de V n'admettent qu'une seule valeur propre
alors tous les éléments de V sont de la forme a*I+N où N est une matrice
nilpotente (trigonalisation)

J'admet la réduction de Jordan (je ne sais pas faire autrement, faut dire
que je n'y ai pas trop réfléchi)

Premier sous-cas : S'il existe au moins un élément N admettant au moins deux
blocs de Jordan, on peut appliquer le raisonnement précédent en remplaçant
les blocs Bi par les blocs associés à réduction de Jordan et l'hypothèse de
récurrence au rang n est prouvée

Deuxième sous-cas : Si tout élément N n'admet qu'un seul bloc de Jordan.
Fixons un élément N (dont tous les éléments sont nuls sauf une certaine
sous-diagonale de longueur p<=n (p la nilpotence de N)). Puisque la
commutation avec a*I+N est équivalente avec la commutation avec N, on en
déduit que V est inclu dans le commutant de N et il est aisé de vérifier que
ce commutant consistant en les polynômes en N donc la dimension du commutant
de N est inférieur ou égal à p donc à n. Par conséquent, dim(V) <= n et n<=
n^2/4 +1 (n^2/4-n+1=(n-2)^2/4) donc dim(V) <= n^2/4 +1 donc l'hypothèse de
récurrence au rang n est prouvée

Ainsi, la récurrence s'achève et la propriété est prouvée


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Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace (une preuve)

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Masterbech" a écrit dans le message de news:
41df2f85$0$25799$8fcfb975@news.wanadoo.fr...
>
>
>
>
> "Masterbech" a écrit dans le message de news:
> 41ddc729$0$3514$8fcfb975@news.wanadoo.fr...[color=green]
>>
>>
>>
>> "Gauss" a écrit dans le message de news:
>> 41dd6630$0$18275$8fcfb975@news.wanadoo.fr...[color=darkred]
>> > je retente ma chance puisque personne n'a répondu en espérant qu'il
[/color]
> n'est[color=darkred]
>> > pas interdit de reposter un meme message meme si celui ci semble etre

>> tombé
>> > dans l'oubli... :-)
>> >
>> >
>> > "bonjour je bloque sur un exercice et malgré plusieurs essais je ne

>> parviens
>> > pas a avancer
>> > voici l'énoncé :
>> > en posant C le corps des complexes
>> > V un sév de Mn(C) tq quels que soient (A,B) appartenant à V on ait
>> > AB=BA
>> > Mq dimV
> On procède par récurrence
>
> Si n=1, c'est évident,
>
> Supposons la propriété vrai pour tous les k Si V={0}, c'est fini. On suppose V{0}
>
> Premier cas : il existe un élément A de V admettant au moins 2 valeurs
> propres distinctes.
>
> Par définition, V est contenu dans le commutant de A (ensemble des
> matrices
> commutant avec A)
> Notons a1,...,ap ses p valeurs propres distinctes (p>=1) et r1, .., rp les
> multiplicités respectives (donc r1>=1, .., rp>=1)
> Les espaces ker(A-ai)^(ri) sont stables par tous les éléments de V et
> comme
> (A-ai)^(ri) est un polynôme en A, le résultat fondamental de la réduction
> implique que pour chaque i, l'espace vectoriel ker(A-ai)^(ri) est stable
> par
> tous les éléments de V
> Par conséquent, il existe une matrice P telle que P^(-1)BP=diag(B1,..,Bp)
> où
> Bi est une matrice de taille ri
> Notons Vi l'ensemble des matrices Bi, lorsque B décrit V
> Vi est un espace vectoriel de M_ri(C) dont tous les éléments commutent
> (par
> commutation de tous les éléments de V)
> Puisque 1 (ri)^2/4+1 pour tout i
> Il est évident que dim(V) = sum(i=1 à p, dim(Vi) ) et que donc
> dim(V)
> Puisque n= sum(i=1 à p, ri ), il suffit de prouver que
> sum(i=1 à p, (ri)^2/4 +1)
> [sum(i=1 à p, (ri)^2/4 ] + p
> [sum(i=1 à p, (ri)^2/4 ] + p ri*rj]/2 +1
>
> 2(p-1)
> Or puisque ri >=1 pour tout i, on a
> [sum(1= sum(1 =p(p-1) >= 2(p-1)
>
> donc l'hypothèse au rang n est vraie.
>
> Deuxième cas : tous les éléments de V n'admettent qu'une seule valeur
> propre
> alors tous les éléments de V sont de la forme a*I+N où N est une matrice
> nilpotente (trigonalisation)
>
> J'admet la réduction de Jordan (je ne sais pas faire autrement, faut dire
> que je n'y ai pas trop réfléchi)
>
> Premier sous-cas : S'il existe au moins un élément N admettant au moins
> deux
> blocs de Jordan, on peut appliquer le raisonnement précédent en
> remplaçant
> les blocs Bi par les blocs associés à réduction de Jordan et l'hypothèse
> de
> récurrence au rang n est prouvée
>
> Deuxième sous-cas : Si tout élément N n'admet qu'un seul bloc de Jordan.
> Fixons un élément N (dont tous les éléments sont nuls sauf une certaine
> sous-diagonale de longueur p commutation avec a*I+N est équivalente avec la commutation avec N, on en
> déduit que V est inclu dans le commutant de N et il est aisé de vérifier
> que
> ce commutant consistant en les polynômes en N donc la dimension du
> commutant
> de N est inférieur ou égal à p donc à n. Par conséquent, dim(V) n n^2/4 +1 (n^2/4-n+1=(n-2)^2/4) donc dim(V) récurrence au rang n est prouvée
>
> Ainsi, la récurrence s'achève et la propriété est prouvée
>
>
> ********************
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> *******************
>
>

Merci bien pour cette démonstration mais je crains de ne pouvoir la
comprendre car étant élève en MPSI certaines des connaissances qui y sont
utilisées me sont encore inconnues

Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace (une preuve)

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Masterbech" , dans le message (fr.education.entraide.maths:60523), a
écrit :
> Premier sous-cas : S'il existe au moins un élément N admettant au moins deux
> blocs de Jordan, on peut appliquer le raisonnement précédent en remplaçant
> les blocs Bi par les blocs associés à réduction de Jordan et l'hypothèse de
> récurrence au rang n est prouvée


Euh, ça me semble douteux, ça: si B est un bloc de Jordan pour J et K
commute à J, alors B n'est pas forcément stable!

Pour t'en convaincre, calcule le commutant de:
(0 1 0 0)
(0 0 0 0)
(0 0 0 1)
(0 0 0 0)

--
Yves

Anonyme

Re: RE dimension d'un sous espace (une preuve)

par Anonyme » 30 Avr 2005, 18:09

"Yves De Cornulier" a écrit dans le message de
news: cro90g$ndj$1@nef.ens.fr...
> "Masterbech" , dans le message (fr.education.entraide.maths:60523), a
> écrit :[color=green]
> > Premier sous-cas : S'il existe au moins un élément N admettant au moins
[/color]
deux[color=green]
> > blocs de Jordan, on peut appliquer le raisonnement précédent en
[/color]
remplaçant[color=green]
> > les blocs Bi par les blocs associés à réduction de Jordan et l'hypothèse
[/color]
de[color=green]
> > récurrence au rang n est prouvée

>
> Euh, ça me semble douteux, ça: si B est un bloc de Jordan pour J et K
> commute à J, alors B n'est pas forcément stable!
>
> Pour t'en convaincre, calcule le commutant de:
> (0 1 0 0)
> (0 0 0 0)
> (0 0 0 1)
> (0 0 0 0)[/color]

ok, mais à 2 h du mat', cela me paraissait clair : = )
Seuls les noyaux kerP(N) sont stables par les éléments commutant M de N en
général !!!!
L'exemple que tu viens de donner a pour dimension 8 > (4)^2/4+1 donc
l'argument, seul, sur le commutant ne peut être satisfaisant pour la preuve.
mais je n'ai pas trop envie d'y réfléchir aujourd'hui

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