Sommes multiples

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wartenberg
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Sommes multiples

par wartenberg » 23 Sep 2019, 08:18

Bonjour,

Dans un cours sur les déterminants, je suis tombé sur l'égalité suivante :

Soit E un K-espace vectoriel, soit une base de E et soient, pour tout , . Soit une forme -linéaire.




Je me demandais comment justifier "proprement" la dernière égalité : est-ce juste un changement d'écriture ou y-aurait-il une sorte de Fubini caché quelque part ?

Merci d'avance pour votre aide ;)



GaBuZoMeu
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Re: Sommes multiples

par GaBuZoMeu » 23 Sep 2019, 08:35

L'écriture me semble inutilement compliquée.
est plus lisible. l'indice est une variable muette dans la somme, peu importe son nom pourvu qu'il n'y ait pas collision avec le nom d'une variable libre. Aucun intérêt de l'appeler .

Par contre, dans le développement par multilinéarité

il faut bien distinguer les variables muettes qui interviennent dans la grande somme.
Cette grande somme se fait sur l'ensemble

Il n'y a pas besoin d'invoquer Fubini pour constater cela.
Modifié en dernier par GaBuZoMeu le 24 Sep 2019, 16:31, modifié 1 fois.

wartenberg
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Re: Sommes multiples

par wartenberg » 24 Sep 2019, 16:10

Ok, mais c'est justement ce "regroupement" que je ne comprends pas...
Qu'est-ce qui permet de passer d'une somme sur un n-uplet à n sommes "simples" ?
Puisque, dans ce cas, cela veut dire aussi que l'on peut intervertir l'ordre des sommations (puisqu'elles sont toutes égales à la somme sur le n-uplet...). Or, dans certains cas, on est obligé d'invoquer Fubini pour faire cela (généralement, on somme les valeurs absolues (où Fubini s'applique car somme de termes positifs), on voit que la somme est finie et donc on applique Fubini pour séparer la somme en "plusieurs" sommes et/ou intervertir l'ordre des sommes). Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi ici on peut passer de n sommes simples à une somme sur un n-uplet sans aucune justification...
(Je suis d'accord que chercher à appliquer Fubini dans ce contexte n'aurait a priori aucun sens, mais du coup je ne vois pas comment justifier cette égalité...)

Tuvasbien
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Re: Sommes multiples

par Tuvasbien » 24 Sep 2019, 16:46

Les sommes sont finies, ça résulte simplement de la distributivité.

GaBuZoMeu
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Re: Sommes multiples

par GaBuZoMeu » 24 Sep 2019, 16:53

Tout d'abord, j'ai corrigé (en rouge) la formule que j'avais écrite. J'avais recopié la faute que tu avais faite dans ton écriture.

Revenons maintenant au problème. Tu te prends vraiment la tête pour rien, puisqu'il s'agit ici de braves sommes finies, pas de sommes de séries, pas d'intégrales !
Prenons une situation légèrement plus simple. Supposons que tu aies un tableau à lignes et colonnes rempli de nombres : les pour allant de 1 à et allant de 1 à . Tu veux calculer la somme de tous les nombres du tableau. Tu peux faire ça de trois manières différentes :
1°) En une seule grande somme :
2°) En faisant la somme par ligne : pour chaque ligne et en faisant la somme des résultats obtenus : .
3°) En faisant la somme par colonne : pour chaque colonne et en faisant la somme des résultats obtenus : .

Tu es bien d'accord qu'on obtient trois fois le même résultat ? Je le répète, il s'agit ici uniquement d'une somme finie (indexée par l'ensemble fini ), et l'associativité et la commutativité de l'addition font que l'on peut faire cette somme dans l'ordre qu'on veut, en regroupant par paquets comme on veut. Ça serait la même chose pour un produit, pour une intersection de parties d'un ensemble, pour un pgcd d'entiers naturels etc.

La situation avec le développement du déterminant par multilinéarité est exactement la même, sauf qu'ici le tableau est à dimensions au lieu de simplement 2. Mais ça ne change absolument rien au caractère fini de la somme.

Réserve tes scrupules au cas de sommes infinies ou d'intégrales (qui sont aussi des sommes infinies, si on veut).

PS. Je viens de voir en postant mon long message la réponse lapidaire de Tuvasbien. Et je ne suis pas d'accord avec lui sur l'explication de la distributivité. La distributivité intervient avant qu'on fasse la somme. Ce qui intervient dans le fait que les différentes façons de faire la somme donnent le même résultat, c'est l'associativité et la commutativité de l'addition.

wartenberg
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Re: Sommes multiples

par wartenberg » 25 Sep 2019, 20:28

Ah oui, effectivement... Je n'avais plus du tout pensé que c'était une somme finie :D
Du coup, oui, effectivement, je me suis vraiment pris la tête pour rien !
Merci en tout cas ;)

 

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