[PDF] Exercice : Commutant dune matrice





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CCP 2011. Option MP. Mathématiques 2. EXERCICE Commutant d

EXERCICE. Commutant d'une matrice. 1. C(A) est clairement stable par addition et multiplication externe donc constitue un sous-espace de Mn(R). ?.



Exercice : Commutant dune matrice

13 avr. 2020 Exercice : Commutant d'une matrice. ET-TAHRI FOUAD. Ecole Royale de l'Air Marrakech. Koutoubia Prépas Marrakech.



Fiche aide-mémoire 7 : Commutant dune matrice. 1 Des remarques

Définition : Soit A une matrice carrée d'ordre n. On appelle commutant de A l'ensemble des matrices M qui commutent avec A c'est-à-dire telles que AM =.



Commutant d’une matrice

4. Soit M une matrice commutant avec toutes les matrices orthogonales de Mn(IK). On veut l`a encore montrer que M est une matrice 



Devoir surveillé du 23/01/15

Partie III : Étude du commutant. Pour toute matrice B ? Mn(R) on note C(B) l'ensemble des matrices qui commutent avec B (appelé.



calcul-matriciel.pdf

(b) Même question avec les matrices commutant avec toutes celles de GLn(K). Exercice 10 [ 02689 ] [Correction]. Soient n ? N? ?1



Mathématiques 2 TSI

Page 2/5. I Commutant d'une matrice. I.A –. Propriétés générales. Soit une matrice de ? (?) et une matrice inversible de ? (?).



Feuille dexercices n°7 Équation matricielle Commutant dune matrice

Montrer que toute matrice non nulle M appartenant à ? est inversible et que M?1 ? ?. Que peut-on en déduire pour ? ? Exercice 8. Commutant d'une matrice.



Séance de soutien PCSI2 numéro 7 : Calcul matriciel - Correction

Exercice 3 : Que peut-on dire d'une matrice qui vérifie Tr(AAT )=0? triangulaire supérieure commutant avec sa transposée. Nous avons.



Petit bestiaire dexo pour les agregs

conviennent. Á Pour n > 3 il suffit de border les matrices précédentes par des zéros. K. Exercice 6 (Autour du commutant ) [10]-(1998).



Exercice : Commutant d'une matrice

ET-TAHRI FOUAD Exercice : Commutant d’une matrice Correction de la question 1 Montrons que C(A) est une sous alg ebre de M n(K) Soit M;N 2C(A) et 2K Il est clair



Feuille d'exercices n 11 : Matrices - normale sup

(a) Déterminer les matrices qui commutent avec la matrice Dobtenue à la question 2 (b) Montrer que en posant N= P 1MP Mcommute avec Asi et seulement si Ncommute avec D (c) En déduire les matrices commutant avec A(on essaiera de les exprimer comme combinai-sons linéaires de certaines matrices xées quelque chose du genre M= aM 1 +bM 2 +:::



MATRICES - Unisciel

Partie C : Commutant de la matrice A On appelle commutant d’une matrice A l’ensemble des matrices M qui commutent avec la matrice A : C(A) = {M ?M3 / AM = MA} 1) Démontrer que si M et M ' sont deux éléments de C(A) alors M + M ' et MM ' appartiennent aussi à C(A) 2) Soit M une matrice carrée d’ordre 3 et Q = P?1MP





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Qu'est-ce que le commutant d'une matrice ?

Le commutant d’une matrice est l’ensemble des matrices de même taille qui commutent avec : C’est un sous-espace vectoriel de ; il s’agit d’ailleurs du noyau de l’endomorphisme de . Les exercices portant sur le commutant demandent souvent de le déterminer explicitement pour une matrice précise, souvent diagonalisable.

Comment calculer le commutant d’une matrice?

ET-TAHRI FOUAD Exercice : Commutant d’une matrice Enonce Soit n 2 et A 2M n(K). On appelle commuatant de A, note C(A) l’ensemble des matrices de M n(K) qui commutent avec A : C(A) = fM 2M

Comment déterminer la forme d'une matrice ?

Pour déterminer la forme d'une matrice on peut alors utiliser shape: Soit une matrice input_x de dimension 1 ou 2. Transposer la matrice input_x, si la matrice input_x est de dimension 2 et que le nombre de colonnes > nombre de lignes:

Comment calculer l'inverse d'une matrice ?

Montrer que I Aest inversible et que son inverse s'écrit sous la forme I+A+A2+ +Ak. En déduire l'inverse de la matrice A= 0 @ 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 Aet celui de la matrice B= 0 B B B B @ 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 0 0 1 2 3 0 0 0 1 2 0 0 0 0 1 1 C C C C A .

Exercice : Commutant d'une matrice

ET-TAHRI FOUAD

Ecole Royale de l'Air Marrakech

Koutoubia Prepas Marrakech

https://ettahrifouad1.wixsite.com/prepasmarrakechApril 13, 2020

ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Enonce

Soitn2 etA2 Mn(K).

On appelle commuatant deA, noteC(A) l'ensemble des matrices deMn(K) qui commutent avecA:

C(A) =fM2 Mn(K);AM=MAg

1)

Montrer que C(A) est une sous algebre deMn(K).

2) Montrer que si Aest diagonale d'elements diagonaux deux a deux distincts, alorsC(A) =Dn(K) l'algebre des matrices diagonales deMn(K).ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Enonce

3)

Montrer que si Aest diagonale par blocs telle que

A=diag(1In1;:::;rInr) ou1;:::;r2Ketn1;:::;nr2Nalors

C(A) =fdiag(M1;:::;Mr)8k2[[1;r]]Mk2 Mnk(K)g

4) On supp oseque Aest diagonalisable de valeurs propres

1;:::;rde multiplicite respitiven1;:::;nr

(a)

Montrer que

dim(C(A)) =rX k=1n 2k=rX k=1(dim(Ek(A))2 (b) En d eduireque dim( C(A))n.ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 1

Montrons queC(A) est une sous algebre deMn(K)

SoitM;N2C(A) et2K

Il est clair queM+N2C(A)

In2C(A)

(MN)A=M(NA) =M(AN) = (MA)N= (AM)N=A(MN). DoncMN2C(A).ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 2

Montrons queC(A) =Dn(K)

On poseA= (ai;j) =diag(1;:::;n) etB= (bi;j)1i;jn

Alors8i;j2[[1;n]];i6=j=)ai;j= 0 etai;i=i

B2C(A)()AB=BA

() 8i;j2[[1;n]];(AB)i;j= (BA)i;j () 8i;j2[[1;n]];nX k=1a i;kbk;j=nX k=1b i;kak;j () 8i;j2[[1;n]];ai;ibi;j=bi;jaj;j () 8i;j2[[1;n]]; ibi;j=bi;jj () 8i;j2[[1;n]];(ij)bi;j= 0 () 8i;j2[[1;n]];i6=j=)bi;j= 0 ()Best diagonaleET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 3

SoitM2C(A), comme

A=0 B BB@

1In100

02In20

0 0rInr1

C CCA

On ecritMpar blocs sous la forme

M=0 B BB@M

1;1M1;2M1;r

M

2;1M2;2M2;r............

M r;1Mr;2Mr;r1 C CCA ouMi;j2 Mni;nj(K)ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 3

Soiti;j2[[1;r]] le blocs d'indice (i;j) deAMest donnee par

0iIni00

B

BBBBB@M

1;j...

M i;j... M r;j1 C

CCCCCA=iIniMi;j=iMi;j

Le blocs d'indice (i;j) deMAest donnee par

Mi;1Mi;jMi;r0

B

BBBBB@0

jInj... 01 C CCCCCA=Mi;jjInj=jMi;jET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 3

Soiti;j2[[1;r]] le bloc d'indice (i;j) deAMest donne par

0iIni00

B

BBBBB@M

1;j...

M i;j... M r;j1 C

CCCCCA=iIniMi;j=iMi;j

Le bloc d'indice (i;j) deMAest donne par

Mi;1Mi;jMi;r0

B

BBBBB@0

jInj... 01 C CCCCCA=Mi;jjInj=jMi;jET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 3

M2C(A)()AM=MA

() 8i;j2[[1;r]]AMetMA ont le meme bloc d'indice (i;j) () 8i;j2[[1;r]]iMi;j=jMi;j () 8i;j2[[1;r]] (ij)Mi;j= 0 () 8i;j2[[1;r]]i6=j)Mi;j= 0 ()M=diag(M1;1;;Mr;r)ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 4 a)

CommeAest diagonalisable, il existeP2GLntelle que

A=PDP1ouD=diag(1In1;:::;rInr)

SoitM2 Mn(K), alors

M2C(A)()AM=MA

()PDP1M=MPDP1 ()D(P1MP) = (P1MP)D ()P1MP2C(D)

Ainsif:(

C(A)!C(D)

M7!P1MPest bien defnie, et c'est un

isomorphisme d'espaces vectoriels Donc dim(C(A)) = dim(C(D))ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 4 a)

D'apres la question 3,

C(D) =fdiag(M1;:::;Mr)8k2[[1;r]]Mk2 Mnk(K)g

Puisque l'application

g:( M n1(K)::: Mnr(K)!C(D) (M1;:::;Mr)7!diag(M1;:::;Mr) est un isomorphisme d'espaces vectoriels dim(C(A)) = dim(C(D)) = dim(Mn1(K)::: Mnr(K)) rX k=1dim(Mnk(K)) =rX k=1n

2kET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Correction de la question 4 b)

D'apres la question 4 a),

dim(C(A)) =rX k=1n 2k rX k=1n k =n

Carnk= dim(Ek(A))1 etPr

k=1nk=n.ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

Merci pour votre attention

ET-TAHRI FOUADExercice : Commutant d'une matrice

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