Bibm@th

Forum de mathématiques - Bibm@th.net

Bienvenue dans les forums du site BibM@th, des forums où on dit Bonjour (Bonsoir), Merci, S'il vous plaît...

Vous n'êtes pas identifié(e).

#1 Re : Entraide (supérieur) » Diagonalisation / Valeurs propres matrices » 28-02-2021 18:56:43

Ah ... Je suis bête il y avait un + et pas un - pour le coefficient 9 ... Je trouve donc 1 pour une racine ... Merci :) Je vais chercher les autres questions

#2 Entraide (supérieur) » Diagonalisation / Valeurs propres matrices » 28-02-2021 18:21:35

Lili066
Réponses : 3

Bonjour, j'ai l'exercice suivant :

On considère la matrice [tex]A=\bigl(\begin{smallmatrix} 5&1 &-2 \\ -2&2 &4 \\ 1&1 &2 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]

1) Calculer le polynôme caractéristique de A : [tex]P_{A}(x)=det(A-x*I_{3})[/tex]

J'ai calculé le déterminant et je trouve : [tex]-x^{3}+9x^{2}-24x+16[/tex]

2) Factoriser [tex]P_{A}(x)[/tex] et en déduire toutes les valeurs propres de A et leurs multiplicités.

Pour factoriser ce polynôme, j'ai tout d'abord cherché une racine évidente, mais je n'ai rien trouvé ... Ensuite, j'ai essayé de factoriser comme ceci : [tex]x^{2}(-x-9)-16(2x+1)[/tex]. Mais je ne trouve pas de facteurs communs. Est-ce quelqu'un a une idée ? (Sûrement :) )

Pour les questions suivantes, je verrai donc après

3) Calculer les sous-espaces propres associés à chacune des valeurs propres et en donner une base.

4) Justifier que la matrice A est diagonalisable.

5) Calculer les matrices P et D de la diagonalisation de A.

6) Vérifier les relations [tex]A=P*D*P^{-1}[/tex] et [tex]D=P^{-1}*A*P[/tex]

#3 Re : Entraide (supérieur) » Changement de base / applications linéaires » 25-02-2021 18:26:13

Merci pour ta réponse, j'ai maintenant compris grâce à toi :)

Bonne soirée

#5 Entraide (supérieur) » Changement de base / applications linéaires » 24-02-2021 20:05:51

Lili066
Réponses : 4

Bonjour à tous !

Je m'entraîne sur un exercice de changement de bases, sur des applications linéaires. J'ai bien avancé, mais je bloque sur la dernière question. Voici le sujet ainsi que mes réponses :

ps : pour les premières questions je ne mets pas toutes les démarches, car je pense avoir juste

On appelle [tex]B=(\vec{e_1}, \vec{e_2} )[/tex] la base canonique de [tex]R^{2}[/tex] et B' la base formée des vecteurs [tex]\vec{e'_1}=(1,3), \vec{e'_2}=(1,2).[/tex]

Soit [tex]\vec{u}[/tex] un vecteur de [tex]R^{2}[/tex]. On note (x,y) ses coordonnées dans B et (X,Y) ses coordonnées dans B'.

Soit [tex]B=(\vec{e_1}, \vec{e_2} )[/tex][tex]f : \left\lbrace\begin{matrix} R^{2} \rightarrow R^{2}& \\ (x,y) \rightarrow (4x-y,6x-y) & \end{matrix}\right.[/tex]

On notera U et V les vecteurs colonne représentant [tex]\vec{u}[/tex] et [tex]f(\vec{u})[/tex] dans la base B.
On notera U' et V' les vecteurs colonne représentant [tex]\vec{u}[/tex] et [tex]f(\vec{u})[/tex] dans la base B'.


i) Changement de base d'un vecteur :


a) Déterminer la matrice de passage P, de B à B'.


[tex]P_{B\rightarrow B'} =\bigl(\begin{smallmatrix} 1 & 1\\ 3& 2 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]


b) En déduire la matrice de passage de B’ à B.


[tex]P_{B'\rightarrow B}=P^{-1}= \bigl(\begin{smallmatrix} -2 & 1\\ 3& -1 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]


c) Soit [tex]\vec{u}[/tex] de coordonnées (x = 2, y = 5) dans B. Déterminer ses coordonnées (X,Y) dans B’.

[tex]U' = P^{-1}.U=\bigl(\begin{smallmatrix} -2 &1 \\ 3& -1 \end{smallmatrix}\bigr) . \bigl(\begin{smallmatrix} 2\\ 5 \end{smallmatrix}\bigr) = \bigl(\begin{smallmatrix} 1\\ 1 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]


ii) Représentation matricielle de f :


a) Déterminer A, représentation matricielle de f dans la base B.

[tex]A=M_{BB'}(f)=\bigl(\begin{smallmatrix} 4 & -1 \\ 6&-1 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]

b) Calculer V et f([tex]\vec{u}[/tex]) de deux méthodes : analytique ou matricielle.

[tex]M_{B'}(\vec{v})=M_{BB'}(f).M_{B}(\vec{v}) = \bigl(\begin{smallmatrix} 3\\ 7 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]


iii) Changement de base de f :

a) Déterminer A′, représentation matricielle de f dans la base B′.

[tex]A'=P^{-1}.A.P = \bigl(\begin{smallmatrix} -2 &1 \\ 3& -1 \end{smallmatrix}\bigr) . \bigl(\begin{smallmatrix} 4 &-1 \\ 6& -1 \end{smallmatrix}\bigr) . \bigl(\begin{smallmatrix} 1 &1 \\ 3& 2 \end{smallmatrix}\bigr) = \bigl(\begin{smallmatrix} 1 &0 \\ 0& 2 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]

b) Déterminer V’.
c) Justifier que V et V’ représentent bien le même f([tex]\vec{u}[/tex]) .

C'est à partir de ces deux questions que j'ai un doute, je pense avoir mal compris quelque chose. Pour la b, je pense peut-être à faire :


[tex]V'=A'.\bigl(\begin{smallmatrix} 3\\ 7 \end{smallmatrix}\bigr)= \bigl(\begin{smallmatrix} 3\\ 14 \end{smallmatrix}\bigr)[/tex]

Mais je ne sais pas si c'est juste, et je n'arrive pas à "voir" la logique qui permet de répondre à la question c).

#6 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 21-02-2021 10:34:15

Il n'y a pas de soucis ! Tu m'aides déjà énormément ...

Merci à vous tous pour le temps pris à me répondre ! :)

#7 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 20-02-2021 17:33:49

Chlore au quinoa a écrit :

Une piste pour t'aider : te ramener à $\mathbb{R}^3$. En effet il y a isomorphisme entre $\mathbb{R}^3$ et $\mathbb{R}_2[X]$, il suffit de prendre uniquement les coefficients des polynômes.

Du coup l'application peut être vue comme $g\,:\,\mathbb{R}^3\longrightarrow\mathbb{R}^3$
                                                                $(a,b,c)\mapsto$______

Je te laisse compléter l'application... Travailler dans $\mathbb{R}^3$ sera plus simple pour toi je pense :)

Ensuite tu n'auras plus qu'à trouver son image, et ramener les 3 coordonnées à des coefficients devant des $X$ ou $X^2$ !

Adam

Merci pour ton aide, mais je n'ai pas trop compris, par exemple pour l'application, (a,b,c) -> ??

Du coup, j'ai réfléchis aux anciens messages et voici ce que j'ai écris :


On sait que [tex](1,X,X^2)[/tex] est une base de [tex]R_{2}[X][/tex] et donc que [tex]f(1), f(X), f(X^2)[/tex] est une famille génératrice de Im(f).

Et  [tex]f(1)=1 ;  f(X)= 0 ; f(X^2) = -X^2[/tex]

Or, f(X) peut s'écrire avec la combinaisons linéaires des autres (on aurait pu dire f(1) aussi non ?), la famille déjà génératrice est donc f(1) et [tex]f(X^2)[/tex].

La base de Im(f) est alors 1, [tex]-X^2[/tex]

Je corrige, une des bases ...*




Roro a écrit :

Bonjour,

Si tu veux exprimer l'image de ton application, tu peux aussi reprendre ce que j'écrivais. On avait trouvé :

Roro a écrit :

$$\mathrm{im}(f) = \{\alpha X²+\beta, ~ \alpha, \beta \in \mathbb R\}.$$

Ceci exprime le fait que tous les éléments de $\mathrm{im}(f)$ sont exactement les combinaisons des polynômes $X²$ et $1$. Ces deux polynômes étant indépendants, ils forment une base de $\mathrm{im}(f)$.

Roro.


Je retrouve donc bien ton résultat.

#8 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 20-02-2021 11:16:23

Bonjour, du coup je n'arrive pas à comprendre comment Bridglsam trouve [tex] Im( f) = vect ( { 1 , X^2  } ) [/tex].

Je pensais avoir répondu à la question, avec la réponse soulevée par Roro.

#9 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 19-02-2021 09:30:38

Bonjour, voici l'énoncé exact :

Exercice 5 : application linéaires dans l'espace des polynômes :

Soit f l'application linéaire définie par f :

[tex]f:R_2[X]→R_2[X], P↦P−XP′[/tex]

1) Montrer que f est bien une application linéaire.

Soit [tex]P \in R^{2}[x][/tex]

2) Déterminer Q=f(P).   


3) Déterminer Ker(f). L'application f est-elle un isomorphisme ?


Donc oui pour la question 2 j'ai commencé la démarche, mais cela ne correspondait pas du tout à ce qu'il était expliqué dans votre exercice que j'ai cité.

#10 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 18-02-2021 21:52:43

Salut :)

Je pense que oui, mais la question est posée comme je l'ai indiqué. Mais j'ai écris plus haut ce que j'en ai compris, et donc oui pour moi cela revient à calculer l'image de f, c'est d'ailleurs ce que j'ai essayé de faire.

#11 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 18-02-2021 18:08:18

Bonsoir et merci pour votre réponse, oui P est un polynôme de [tex]R_2[X][/tex].

J'ai repris l'énoncé exact, en fait dans cette question il faut trouver l'image de f, avec P polynôme de l'ensemble de départ, on cherche donc f(P), l'image de P qui doit être égale à Q, polynôme de l'ensemble d'arrivée.

Et j'ai essayé de m'aider de l'exercice de ce site, mais j'ai du mal à comprendre ...

#12 Entraide (supérieur) » Applications linéaire / polynômes » 18-02-2021 17:31:35

Lili066
Réponses : 17

Bonsoir !

Je m'entraîne sur des exercices d’applications linéaires, et sur celui-ci :

On a : [tex]f:R_2[X]→R_2[X], P↦P−XP′[/tex]

1) Montrer que f est une application linéaire

Pour cette question pas de soucis, j'ai su comment faire.

2) Déterminer Q=f(P).   

Voici ce que j'ai fais :

On a Q de la forme :[tex]ax^2 + bx +c [/tex] et idem pour P, on a donc :

[tex]ax^2 + bx +c = P-X*P' = ax^2 + bx +c -2ax^2 -bx = -ax^2 + c[/tex]

Et à partir de là je ne sais pas trop quoi faire. Je suis aller voir vos exercices et j'ai trouvé pratiquement l'identique de celui-ci : Exercice 16 : Avec des polynômes (partie Applications linéaires sur d'autres espaces). Mais je n'ai pas trop compris comment on retrouvait l'image ...

#13 Re : Entraide (supérieur) » Espace vectoriel / Somme directe » 16-02-2021 17:05:58

Merci beaucoup comme d'habitude. Bonne soirée également !

#14 Re : Entraide (supérieur) » Espace vectoriel / Somme directe » 16-02-2021 16:40:39

Pour la somme directe, je dirais que non car si on prends le système suivant :

u=(x,y,z)

[tex]\left\lbrace\begin{matrix} x-y-z=0 & \\ x+y+z=0 & \end{matrix}\right. \rightarrow \left\lbrace\begin{matrix} x=y+z & \\ x=0& \end{matrix}\right. \rightarrow \left\lbrace\begin{matrix} x=0 & \\ y=-z& \\ z=z & \end{matrix}\right.[/tex]

Donc l'intersection de F et G est engendrée par u=(0,-1,1), ce vecteur est non nul donc la somme n'est pas directe

ps : merci pour le tuto :)

#15 Re : Entraide (supérieur) » Espace vectoriel / Somme directe » 16-02-2021 16:27:25

Salut, merci pour ta réponse rapide ! Effectivement ce n'est pas du tout correct... Je réessaye :

[tex](x,y,z)\in F \Leftrightarrow x = y+z \Leftrightarrow \left\lbrace\begin{matrix} x=y+z & \\ y=y& \\ z=z& \end{matrix}\right.[/tex]

On a donc deux vecteurs : [tex]\vec{u}=(1,1,0)[/tex] et [tex]\vec{v}=(1,0,1)[/tex]
Soit : [tex](x,y,z) \in F \Leftrightarrow (x,y,z) = y\vec{u} + z\vec{v}[/tex]

u et v ne sont pas colinéaires, donc la famille génératrice trouvée et donc aussi une famille libre et (u,v) est une base de F.

Ensuite pour G, même méthode, je trouve la base (u1,v1) avec  [tex]\vec{u1}=(-1,1,0)[/tex] et [tex]\vec{v1}=(-1,0,1)[/tex]

C'est mieux comme cela ? :)

#16 Entraide (supérieur) » Espace vectoriel / Somme directe » 16-02-2021 12:38:13

Lili066
Réponses : 6

Bonjour, j'ai l'exercice suivant :

Soit F et G les sous espaces vectorielles de [tex]R^3[/tex] définis par :

[tex]F={(x,y,z)\in R^{3} / x -y-z=0}[/tex]   et   [tex]G={(x,y,z)\in R^{3} / x +y+z=0}[/tex]


1)    Donner la dimension de F puis une base B de F.


La dimension de [tex]R^3[/tex] est 3, donc F a pour dimension 3 également.
Pour trouver une base B de F, on va donc chercher 3 vecteurs libres appartenant à F.


[tex]\vec{u}=(0,1,-1)[/tex]

[tex]\vec{v}=(1,1,0)[/tex]

[tex]\vec{w}=(1,0,1)[/tex]


Il n’existe aucunes combinaisons linéaires entre ces trois vecteurs, ils sont donc libres et forment une base de F.


2)    Donner la dimension de G puis une base B’ de G


La dimension de [tex]R^3[/tex] est 3, donc G a pour dimension 3.

Pour trouver une base B de G, pareil on va donc chercher 3 vecteurs libres appartenant à G.


[tex]\vec{u1}=(1,0,0)[/tex]

[tex]\vec{v1}=(0,1,0)[/tex]

[tex]\vec{w1}=(0,0,1)[/tex]


Il n’existe aucunes combinaisons linéaires entre ces trois vecteurs, ils sont donc libres et forment une base de G.


3)    Les s.e.v. F et G sont-ils en somme directe ?


Ici, je prends un vecteur [tex]\vec{u1}=(a,b,c)[/tex], avec :

[tex]\left\lbrace\begin{matrix} \vec{f} \in F -> \vec{f} = a\vec{u} + b \vec{v} + c \vec{w}& \\ \vec{f} \in G -> \vec{f} = a1\vec{u1} + b1 \vec{v1} + c1\vec{w1}& \end{matrix}\right.[/tex]

Pour prouver que les deux espaces sont en somme directe, il faut prouver que les coefficients a,b,c sont égaux à 0 non ?

En remplaçant avec les valeurs trouvées précédemment, on a le système suivant :

[tex]\left\lbrace\begin{matrix} b+c = a1& \\ a+b=b1& \\ -a+c=c1& \end{matrix}\right.[/tex]

Mais à partir de là je ne sais plus trop quoi faire ..

#17 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaires / noyau et image » 08-02-2021 11:01:48

Oui effectivement faute de frappe. Merci beaucoup pour le temps pris à me répondre, bonne journée :)

#18 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaires / noyau et image » 08-02-2021 09:36:23

D'accord, mais si je dis que je prends deux vecteurs libres :

[tex]f(\vec{u})=(1,0,0,0) = (1,2,1) \in R^{3}[/tex]
[tex]f(\vec{v})=(0,1,0,0) = (2,4,5) \in R^{3}[/tex]

Les vecteurs trouvés sont libres donc Img f = Vect((1,2,1);(2,4,5))

C'est une bonne méthode ?

#19 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaires / noyau et image » 07-02-2021 17:16:38

Zebulor a écrit :

Bonjour,
ton cheminement est parfait mais ta conclusion mauvaise. En fait si j'ai bien compris tu as fixé z=1 et s=0 pour le premier vecteur et z=0,s=1 pour le deuxième. Et si je suis ta logique les vecteurs solutions seraient (3,-2,1,0) et (5,-1,0,1).


C'est ceci dont je parlais. Mais finalement après avoir relu vos explications j'ai réussis à comprendre, merci beaucoup !

En ce qui concerne l'image, si je choisis un vecteur [tex]\vec{v}=(a,b,c)[/tex] appartenant à [tex]R^{3}[/tex] et [tex]\vec{u}=(x,y,z,s)[/tex] appartenant à [tex]R^{4}[/tex]. On a donc :


[tex]\left\lbrace\begin{matrix} a = x+2y+z-3s & & \\ b=2x+5y+4z-5s & & \\ c=x+4y+5z-s & & \end{matrix}\right.[/tex]

Mais à partir de là, je ne vois pas quel est l'objectif ?

#20 Re : Entraide (supérieur) » Applications linéaires / noyau et image » 07-02-2021 16:48:16

Oui c'est ce que je voulais dire. J'essaie de comprendre pourquoi on choisit ces valeurs pour z et s.

Pour ma première phrase, je disais juste que si on fixe deux valeurs z et s, on obtient deux vecteurs (3,-2,1,0) et (5,-1,0,1).



ps : je viens de m'inscrire, je suis triste j'ai plus les opérations à faire :')

#21 Programmation » matlab / Transformée de Fourier discrète » 07-02-2021 16:44:33

Lili066
Réponses : 1

Bonjour, je ne sais pas si c'est bien le bon endroit pour poser mes questions. Je m'exerce sur Matlab, pour essayer de comprendre comment fonctionne la TFD, ainsi que le fenêtrage temporel.

J'ai donc récupéré le programme d'un de mes professeurs, qui permet d'afficher la représentation temporelle et fréquentielle d'une TFD d'un signal. Après avoir décommenté le code permettant de faire une analyse à travers une fenêtre temporelle, j'obtiens des résultats que je comprends pas ...

Voici le code :

clc; %remettre a zero les résultats debuggae.
close;    %ferme les anciennes figures

f=2000;  %fréquence du signal x(t)
A=5;  %amplitude de x(t)

fe=10000; %fréquence d'échantillonnage
Te=1/fe;  %durée d'un échantillon
Ns=2000; %nombre d'échantillons
Tmax=Te*(Ns-1);


t=0:Te:Tmax;
x=A*sin(2*pi*f*t);

%Retirer le comentaire pour rajouter une fenêtre d'analyse
T=50e-3; % Durée de la fonction porte.
N=round(T/Te); %Nombre d'échantillons de la fenêtre d'analyse
y=[ones(1,N) zeros(1,Ns-N) ]*Ns/N; % Fenêtre d'analyse de largeur T=NTe.
x=x.*y;

t=t*1000;  %converti le temps en ms pour l'affichage

Je n'ai mis que le début, après il y a les codes d'affichages des chronogrammes etc.

En fait, lorsque j'enlève la fenêtre temporelle, j'ai bien un signal temporel d'amplitude 5, et au niveau fréquentiel, j'ai bien un spectre à 2kHz et d'amplitude 5. Par contre si je mets la fenêtre, j'obtiens un signal cardinal en fréquentiel, centré sur 2kHz (produit de convolution ?), mais ce que je ne comprends surtout pas, c'est le signal temporel qui lui à augmenté son amplitude à 19. Plus je diminue la durée T de cette fenêtre, plus l’amplitude augmente en temporel, mais pas en fréquentiel. C'est vraiment cela que je n'arrive pas à comprendre.

Pied de page des forums