[PDF] Chapitre 1 - Changements de bases.





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Cours C02 :

Si cet angle est variable B2 est en rotation de direction ⃗ par rapport à B1. Changement de base : pour exprimer un vecteur unitaire d'une base dans une autre



COURS DE MECANIQUE 2ème année COURS DE MECANIQUE 2ème année

iest une base orthonormée si et seulement si : L'application de la formule de changement de base de dérivation (1.26) au vecteur F.



Chapitre 1 - Changements de bases.

Soit E un K−espace vectoriel de dimension n = 0. Soit (e1



CHAPITRE 6 CINÉMATIQUE DU SOLIDE 6.1. Coordonnées dun

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Matrice de passage et changement de base

Si l'on travaille dans une autre base (ei) de E les vecteurs x et y sont représentés par de nouvelles matrices colonnes notées respectivement X et Y . Le 



Changement de base - Matrice de passage

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Déterminer une matrice de passage et appliquer les formules de

Si lГon connaît la matrice X dГun vecteur x ∈ E dans lГune des bases b ou b ainsi que la matrice P





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Composantes dun vecteur dans une base. Changement de base

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On appelle la matrice dont les vecteurs colonnes sont formés par les composantes des vecteurs dans la base. Par exemple si l'espace vectoriel est de 



Vecteurs

Ici la rotation se fait autour de avec l'angle . Ainsi : . Changement de base par projection orthogonale. Méthode. Chaque vecteur unitaire de 



Chapitre 1 - Changements de bases.

Soit E un K?espace vectoriel de dimension n = 0. Soit (e1



4 Diagonalisation et changement de base

[Choisir un vecteur propre pour chaque valeur propre puis montrer que ces deux vecteurs forment une base.] Exercice 105 : Réciproquement



Matrice de passage et changement de base

Si (ei) est une base de E on associe `a f la matrice M = (f(ei



Matrice de passage et changement de base - univ-rennes1fr

« changement de variables » en se donnant les nouvelles coordonn´ees des vecteurs en fonction des anciennes et l’on cherche le changement de base correspondant Voici un exemple concret de changement de variables dans R2: x 0 1 = x 1 +2x 2 et x 2 = x 2 On en d´eduit x 1 = x0 1 ?2x 0 2 et x 2 = x 2



Matrice de passage et changement de base - univ-rennes1fr

Changements de bases 1 1 Changement de coordonn¶ees Matrice de passage Soit E un K¡espace vectoriel de dimension n 6= 0 Soit ( e1;:::;en) une base de E qu’on notera B Si u est un vecteur de E on notera en colonne le n¡uplet des coordonn¶ees de u dans la base (e1;:::;en) On l’appelera la colonne des coordonn¶ees de u dans la base



Changements de base - unistrafr

Changements de base C Huyghe 1 Soient E = R3 dont les coordonn´ees des vecteurs dans la base canonique sont notees´ (x y z) Soit P la plan d’equation :´ x+2y z = 0 1- Determiner une base de´ P 2- Soit D la droite vectorielle dirigee par le vecteur de coordonn´ ´es (1 1 2) Montrer que E = P L D 3- Soient p



21 Changement de base - univ-toulousefr

2 1 Changement de base Il faut bien garder à l'esprit que la matrice d'une application linéaire est une représentation de celle-ci qui dépend du choix des bases au départ et à l'arrivée Il est utile de savoir passer d'une représentation à une autre Connaissant la matrice d'un morphisme dressée dans deux



Chapitre 5: Changement de base et diagonalisation

Changement de bases et matrice d’application linéaire On veut expliquer la matrice A' en fonction de la matrice A! le vecteur des composantes de (respectivement ) dans la base et On considère et (respectivement et ) Soient et deux bases de E Soient A et A' les matrices de f dans les bases et



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Composantes d’un vecteur dans une base Changement de base Table des matières 1 Composantesd’unvecteurdansunebase 2 2 Changementdebase 3 2 1 Lamatricedepassage 3 2 2 Lamatricedepassageinverse 4 3 Matricescarrées 5 3 1 L’espacevectorieldesmatricescarrées 5 3 2 Ledéterminantd’unematricecarrée 6 3 3

Comment changer les coordonn’EES des vecteurs dans une base ?

On change seulement les coordonn´ees des vecteurs dans une base. – La matrice de passage contient en colonnes les coordonn´ees des vecteurs de la nouvelle base (e0 i ) exprim´ees dans l’ancienne base (e i) . A partir de ces deux donn´ees on retrouve la d´e?nition de la matrice de passage P dites « de (e i) a (e0 i

Comment changer le vecteur de base d'un module ?

1. Ceci correspond a changer le premier vecteur de base du module (bien y r´e?´echir a tˆete repos´ee) : f0 1= f +2f 2= (1, 2). On obtient la matrice M 2=  1 0 0 3  = P?1 2 M 1avec P 2=  1 0 2 1  et P?1=  1 0 ?2 1  . Facteurs invariants du sous-module : 1 et 3. Nouvelle base du module : (f0 1= (1,2), f 2= (0, 1)).

Qu'est-ce que l'application lin'eaire qui intervient dans un changement de base ?

) : – L’application lin´eaire qui intervient dans un changement de base est l’iidentit´e, car on ne change rien aux vecteurs. On change seulement les coordonn´ees des vecteurs dans une base. – La matrice de passage contient en colonnes les coordonn´ees des vecteurs de la nouvelle base (e0 i ) exprim´ees dans l’ancienne base (e i) .

Comment calculer le changement de base d’un espace vectoriel ?

Ce qu’il faut retenir Soit E un espace vectoriel muni d’une base (e i) et soit (e0 i ) une « nouvelle base » de E. Ces deux bases de E sont index´ees par {1...n} ou` n =dim(E). Voici les deux choses qu’il faut retenir lorsque l’on souhaite proc´eder a un changement de base de la base (e i) a la base (e0 i

Chapitre 1

Changements de bases.

SoitEunK¡espace vectoriel de dimensionn6= 0. Soit (e1;:::;en) une base deE, qu'on B B@x 1 x n1 C u=0 B B@x 1 x n1 C CA. En e®et, d'aborduest un vecteur de l'espace vectorielE, qui n'est pas toujours K cette nouvelle base ne sera pas la m^eme que dans l'ancienne base (e1;:::;en). canonique deKnsont exactement ses composantesx1,...,xn. Dans ce cas (mais seulement dans B B@x 1 x n1 C CA!

Soiente01,...,e0nnvecteurs deE. On se pose la question suivante : µa quelle condition les vecteurs

e

01,...,e0nforment-ils une base deE?

seulement si ils forment une famille libre. e

01,...,e0nforment une famille libre deEsi et seulement siC1,...,Cnforment une famille libre de

K n. En¯n, on sait que les vecteursC1,...,Cnforment une famille libre deKnsi et seulement si la matrice dont les colonnes sontC1,....,Cnest une matricen£ninversible.

Ceci montre la proposition suivante :

Proposition 1.1.1

Soiente01,...,e0nnvecteurs deE. SoientC1,....,Cnles colonnes des coor- 1

2CHAPITRE 1. CHANGEMENTS DE BASES.

estCj. Alors les vecteurse01,....,e0nforment une base deEsi et seulement si la matricePest inversible.

Soitu2Eet soitX=0

B @x 1... x n1 C (e01;:::;e0n)? Soient(e1;:::;en)d'une part et(e01;:::;e0n)d'autre part, deux bases deE. Soit du vecteurudans la base(e1;:::;en)estX=0 B @x 1... x n1 C

C'est µa dire :0

B @x 1... x n1 C A=P0 B @x 01... x 0n1 C A:

Preuve :

u=x1e1+:::+xnenetu=x01e01+:::+x0ne0n: 8>< :e

01=p1;1e1+¢¢¢+pn;1en(1µere colonne deP)

e

0n=p1;ne1+¢¢¢+pn;nen(niµeme colonne deP)

uci-dessus. On trouve : u=x01(p1;1e1+p2;1e2+:::+pn;1en) +:::+x0n(p1;ne1+p2;ne2+:::+pn;nen); ce qui donne :

u= (p1;1x01+p1;2x02+:::+p1;nx0n)e1+(p2;1x01+p2;2x02+:::+p2;nx0n)e2+:::+(pn;1x01+pn;2x02+:::+pn;nx0n)en:

dans la basee1,...,en. On a donc : 8>>>< >>:x

1=p1;1x01+p1;2x02+:::+p1;nx0nx

2=p2;1x01+p2;2x02+:::+p2;nx0n...

x n=pn;1x01+pn;2x02+:::+pn;nx0n;

Autrement dit :X=PX0.

1.1. CHANGEMENT DE COORDONN

On teste la formuleX=PX0sur le premier vecteur de la nouvelle base,e01. On sait que la sait que pour n'importe quelle matriceA, le produit deApar la colonne0 B BB@1 0 01 C

CCAest la premiµere

colonne deA. On a donc P 0 B BB@1 0 01 C

CCA= 1µere colonne deP=0

B BB@p 1;1 p

2;1...

p n;11 C CCA:

Or la colonne

0 B BB@1 0 01 C colonne 0 B BB@p 1;1 p

2;1...

p n;11 C vecteure01. Exemple :SoitR4muni de la base canonique (e1;:::;e4). Soient les vecteurse01,...,e04deR4 e 01=0 B B@1 2 0 01 C

CAe02=0

B B@0 1 0 01 C

CAe03=0

B B@0 0 2 11 C

CAete04=0

B B@0 0 1 21
C CA. e01,e02,e03,e04forment une base deR4. On remarque que les coor-

ces trois vecteurs, sinon sa premiµere composante serait nulle. Donc les quatre vecteurse01,e02,e03,

e u=0 B B@1 1 1 11 C

CA. La colonne0

B B@1 1 1 11 C base (e01;e02;e03;e04). Ecrivons la matrice de passagePde la base canonique (ancienne base) µa la nouvelle base.

4CHAPITRE 1. CHANGEMENTS DE BASES.

P=0 B

B@1 0 0 0

2 1 0 0

0 0 2 1

0 0 1 21

C CAe 1 e 2 e 3 e 4 e

01e02e03e04.

µa dire :

8 >:x 01= 1 x

02=¡1

2x03+x04= 1

3x04= 1d'oµu8

>:x 01= 1 x

02=¡1

x

03= 1=3

x

04= 1=3

B B@1 ¡1 1=3 1=31 C CA 3 e03+1 3 e04: calculerP¡1. Alors le fait quePsoit inversible montre que (e01;e02;e03;e04) est une base deR4. bases deEet soient(v1;:::;vn)et(v01;:::;v0n)deux bases deF. SoitAla matrice defdans les bases(u1;:::;up)et(v1;:::;vn)et soitA0la matrice defdans les bases(u01;:::;u0p)et(v01;:::;v0n). AppelonsPla matrice de passage de la base(u1;:::;up)µa la base(u01;:::;u0p)etQla matrice de passage de la base(v1;:::;vn)µa la base(v01;:::;v0n). Alors on a la formule suivante : A

0=Q¡1AP:

Preuve :La preuve est µa conna^³tre, car il faut ^etre capable de retrouver la formule. On va matriceQest la matrice deidFdans les bases (v01;:::;v0n) et (v1;:::;vn). La matriceA0est la La matricePest la matrice deidEdans les bases (u01;:::;u0p) et (u1;:::;up). La matriceAest la seule matrice, on a

AP=QA0.

etY=QY0. On substituePX0µaXetQY0µaYdans la formuleY=AX. On trouveQY0=

1.2. FORMULE DE CHANGEMENT DE BASE POUR UNE APPLICATION LIN

APX A

0=Q¡1AP.

Exemple :Soitf:R2!R3

(x;y)!(2x+ 3y;x;x¡y). Appelons (e1;e2) la base canonique deR2et ee1;ee2;ee3) la base canonique deR3. La matrice defdans les bases canoniques deR2etR3 est0 @2 3 1 0

1¡11

A :On donneu1= (1;2) etu2= (0;1) deux vecteurs deR2. Ils forment une v v :0 =®+¯

1 =¡®+ 2¯

2 =¯et ce systµeme n'a pas de solution, doncv1,

v la base canonique deR2µa la base (u1;u2) estP=µ1 0 et la matrice de passage de la base canonique deR3µa la base (v1;v2;v3) estQ=0 @1 1 0

¡1 2 1

0 1 21

A :On inverse la matriceQ.

On trouveQ¡1=1

5 0 @3¡2 1

2 2¡1

¡1¡1 31

A :Le produitQ¡1APdonneA0=1 5 0 @21 8 19 7

¡12¡61

A :Ceci signi¯e quef(u1) =1 5 (21v1+ 19v2¡12v3) etf(u2) =1 5 (8v1+ 7v2¡6v3). SoientAetA0deux matrices deMn;p(K). Si il existe deux matrices inver- siblesP2 Mp(K)etQ2 Mn(K)telles queA0=Q¡1AP, on dit queAetA0sont des matrices A

0=P¡1AP, on dit queAetA0sont des matrices semblables.

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