Suites Matricielles

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MathsetZinc
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Suites Matricielles

par MathsetZinc » 26 Déc 2022, 15:15

Bonsoir à tous !

J’ai un exercice (plutôt compliqué je trouve) à réaliser sur les Suites matricielles.

Voici l’exercice complet en PDF (énoncé très long) : http://myreader.toile-libre.org/MatriceExooo.pdf


Voici également ce que j’ai fait jusqu’ici :

1) On a

2)

3) a) On a environ :


b) On calcule U(90) et on trouve

Donc les 2 espèces s’éteignent.

Pour la 4, je ne sais pas comment faire :/ Nous n’avons pas P (et donc P^(-1) non plus…) Peut-être passer le P et le P^(-1) de l’autre côté afin d’obtenir :

Mais cela est étrange puisqu’on ne dispose pas de D^n dans l’expression...

Partie B :

1) On a

2) a) Si la matrice identité I2 est bien

On trouve





et : det(A’-I2)=0,032 donc inversible

b)



Donc :



Le seul problème ici, c’est que nous n’avons pas B (uniquement B’), donc il est impossible de poursuivre toute la question 2…Peut-être est-ce une erreur du sujet et donc il faut conitnuer avec B’ ?

3) Cela demande certainement la même réflexion que la 4) de la Partie A, donc il m’est également impossible de poursuivre.

Je bloque donc aux questions 4) de la Partie A, 2)b),2)c) et 3) de la Partie B, si quelqu’un a le temps de m’aider..

Merci d’avance !



catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 26 Déc 2022, 16:13

Bonjour
Au 4, on a

puis par récurrence sur n :


est une matrice diagonale dont la puissance nème est facile à calculer de même que la limite à l'infini de cette matrice

MathsetZinc
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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 26 Déc 2022, 17:50

Bonjour Catamat!

En effet: la matrice D étant une matrice diagonale, alors



Pour , Par récurrence :

Initialisation : On vérifie pour n=0

Par convention, et Donc OK

Initialisation : On suppose qu’il existe un n naturel tel que

On veut






Donc OK !

Cependant, pour les limites, j’ai un doute :




On sait que car compris entre -1 et 1 (même chose pour 20+sqrt(5))/25)^n)

Donc :

Comme et que U0 est constant, on serait tenté de dire que lim(Un)=0, cependant on ne connaît pas les limites de P et de P^(-1)...

de plus je ne comprends pas la question 4)b) comment les limites pourraient changer selon le choix des termes initiaux ?

Merci!

mathelot

Re: Suites Matricielles

par mathelot » 26 Déc 2022, 18:12

MathsetZinc a écrit:Initialisation : On vérifie pour n=0

Par convention, et Donc OK




Les produits vides donnent le 1 (élément unité) de l'anneau

MathsetZinc
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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 26 Déc 2022, 18:57

Re!

Ah! Merci! Je n'étais pas du tout au courant!

Donc si et , on a:




On se retrouve avec A^0=I2 et donc OK

Concernant la limite, je ne comprends toujours pas comment on peut arriver à une conclusion ne connaissant pas P et P^(-1), et pourquoi cela changerait si on change p0 et g0...

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 26 Déc 2022, 19:26

Pour la récurrence tu pouvais commencer à n=1

Pour la limite, puisque a pour limite la matrice nulle disons alors comme et ne dépendent pas de n ( elles sont constantes) le produit a aussi pour limite .

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 26 Déc 2022, 19:30

Bien sûr en multipliant la matrice nulle par n'importe quelle matrice colonne on obtient une colonne de zéros, ce qui veut dire que quelles que soient les conditions initiales on tendra vers la disparition des deux espèces.

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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 26 Déc 2022, 20:01

D'accord. Merci j'ai très bien compris! Cependant Je bloque toujours à la question 2)b) : Penses-tu que je dois continuer avec B' dans l'expression de C ? Car je ne vois pas où je dois en venir avec cette question...

Encore merci :)

MathsetZinc
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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 26 Déc 2022, 20:10

Car j'ai également pensé à faire

W(n)=V(n)-C
W(n+1)=V(n+1)-C
W(n+1)=A'V(n)+B'-C
W(n+1)=A'V(n)-c+B'
W(n+1)=A'W(n)+B'

Mais encore le B' intervient...

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 27 Déc 2022, 11:08

Bon en fait dans la partie B il y a un pb de notation.

Au début on définit A' et B' or il se trouve que A' en fait est égale à A donc par la suite on la note A.

Par contre il n'y a pas de matrice B dans l'exercice donc B' reste B' ou mieux il suffit de dire que l'on note B la matrice colonne (0 50) et n'utiliser que cette matrice dans la suite de l'exercice
En fait il n'y a que A et B puis C définie à partir de ces matrices

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 27 Déc 2022, 12:00

D'autre part



En multipliant à gauche par

on obtient


ce qui devrait te permettre de résoudre la question 2.b ...

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 27 Déc 2022, 12:01

D'autre part



En multipliant à gauche par

on obtient


ce qui devrait te permettre de résoudre la question 2.b ...

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Re: Suites Matricielles

par catamat » 27 Déc 2022, 12:03

Désolé erreur dans le premier message de 10h40, oubli d'une matrice C sur la dernière ligne

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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 27 Déc 2022, 13:37

Re,


Merci, J’ai donc repris B’=B et calculé C :










Ensuite, on a AC-C=-B donc B= -AC+C :









par factorisation



Ainsi,

avec




Ensuite, pour la 2.c) : Vn en fonction de A,n et C :



donc



Or cette formule dépend de W(0) également...

pour la 3.a)

On veut V(n) en fonction de n



donc si






car W(0)=V(0)-C



Il est impossible d’enlever les P et P^(-1)...

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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 27 Déc 2022, 17:40

Re,

Je me suis rendu compte que , donc la limite serait ici de 0...

Or, quand je mets les suites bn et gn sur ma calculatrice et que je regarde pour de très grandes valeurs, je vois que les limites sont les valeurs de.... C

En effet on trouve que limg=15,625 et limb=468,75 , ce qui correspond aux valeurs de C, je pense donc que mon expression de Vn en fonction de A, de C et de n ainsi que mon expression de Vn en fonction de n sont fausses, puisque je devrais trouver un +C à l'intérieur (car les limites sont les valeurs de C), cependant je n'arrive pas à voir où l'erreur peut bien être...

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 27 Déc 2022, 21:23

L'erreur vient de là
MathsetZinc a écrit:
ceci est correct


car W(0)=V(0)-C



Il aurait fallu mettre des parenthèses autour de et donc il n'y a pas de simplification possible

On na donc et en passant à la limite, la limite de est bien égale à C quel que soit

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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 28 Déc 2022, 14:39

Re!

Alors, si j'ai bien compris, on a:



Soit:

Soit:

donc:



Or, lim =0

et lim =0

Donc: lim

Et encore une fois, on multiplie V0 (matrice ne dépendant pas de n) avec D^n qui tend vers 0 lorsque n tend vers +inf (même chose pour C) donc il ne reste plus que "+C ", donc la limite sera toujours de C quelque soit V0.

Est-ce bien cela ? Car nous n'avons pas exprimé Vn en fonction de n, mais bien en fonction de P,D,n et C? N'y a t-il pas une expression de Vn "plus simple", uniquement en fonction de n?

Merci!

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 28 Déc 2022, 15:17

MathsetZinc a écrit:Alors, si j'ai bien compris, on a:





oui et on peut s'arrêter là on a bien en fonction de n.

Ce n'est pas la peine de développer davantage, on a déjà vu que la limite de est égale à la matrice nulle donc la limite de est et ce quel que soit c'est àdire en fait quel que soit

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Re: Suites Matricielles

par MathsetZinc » 28 Déc 2022, 15:29

Ok, d'accord, merci!

Juste toute dernière question qui m'est parue bizarre lorsque je relisais le fil:

catamat a écrit: car W(0)=V(0)-C


Il aurait fallu mettre des parenthèses autour de et donc il n'y a pas de simplification possible


Tu dis ici qu'il faut mettre des parenthèses, mais faut-il pas en mettre ici également:

MathsetZinc a écrit:





car B= -AC+C 
sur le (-AC+C)? Ou alors on ne le fait pas car il s'agit d'une addition?

Encore Merci et bonnes fêtes de fin d'année à toi

catamat
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Re: Suites Matricielles

par catamat » 28 Déc 2022, 18:36

Tout à fait pour une addition on peut omettre les parenthèses.

Bonnes fêtes à toi également

 

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