Diagonalisation des matrices tridiagonales

Bonjour tout le monde, j'ai une question sur la diagonalisation des matrices tridiagonales, j'en ai une idée mais très artificielle et je cherche des idées plus naturelles pour mes élèves.
Merci.

[Contenu du pdf joint. AD]45745

Réponses

  • Bonjour Moustapha,

    tu peux construire une matrice diagonale $D$ très simple telle que $D^{-1}AD$ soit symétrique.

    Cdlt, Hicham
  • Ce que tu a dit veux dire qu'une base formée de vecteurs propre est la base canonique , ce qui est faux
  • $D=\mathrm{diag}\left(1, \sqrt{\frac{b_1}{c_1}}, \sqrt{\frac{b_1b_2}{c_1c_2}}, \cdots, \sqrt{\frac{b_1b_2\cdots b_{n-1}}{c_1c_2\cdots c_{n-1}}} \right).$ Ce n'est pas Hicham qui delire.
  • Merci beaucoup
  • J'ai pas bien lu votre message, je croyait choisir une matrice diagonale telle que D^(-1)AD soit diagonale et j'ai pas fait attention à votre suggestion de déterminer D pour que la matrice soit symétrique. Merci
  • "j'ai pas fait attention à votre suggestion de déterminer D pour que la matrice soit symétrique"

    Oui, @mustapha, c'est bien ce que j'avais cru comprendre, vu ton message. Maintenant, la voie tridiagonale n'est pas si artificielle parce qu'elle est élémentaire, alors que la réduction des symétriques nécessite souvent de la compacité ou un recours plus ou moins apparent à $\C$.

    Voilà ce que faisait mon prof de spé pour réduire les endos $u$ symétriques : on choisit un vecteur $x$ non nul tel que $F=$vect ($x,u(x),u^2(x)...$) soit de dimension minimale $m$ et on applique Gram-Schmitt à ($x,u(x),u^2(x)...u^{m-1}(x)$). La matrice de l'induit de $u$ sur $F$ dans cette nouvelle base est alors tridiagonale et ceci montre qu'il existe une valeur propre. Après, roule ma poule : une récurrence.

    Cdlt, Hicham
  • dans ton raisonnement tu cherche a établir qu'un endomorphisme symétrique est diagonalisable , mais tu utilise qu'une matrice tridiagonale admet au moins une valeur propre pour passer je suppose à l'orthogonal du sous-espace propre si j'ai bien compris ta réponse. mais à ce moment il fallait montrer qu'une matrice tridiagonale admet au moins une valeur propre .
  • la réduction des endomorphismes symétriques ne nécessite pas la compacité ni même passer dans C , du moment que le polynôme caractéristique admet au moins un facteur irréductible de dimension 1 ou 2 , on peux établir l'existence d'une droite ou d'un plan stable ce qui permet d'utiliser une récurrence . mais je veux bien comprendre plus ton idée
  • Hicham voulait dire triangulaire en a ecrit tridiagonale par erreur, evidemment.
  • Bonjour, Mustapha,

    comment démontres-tu que le polynôme caractéristique admet un facteur irréductible de degré $\le2$ sans utiliser $\C$ d'une manière ou d'une autre ?

    P. : je prense que Hicham ne s'est pas trompé ; il s'agit bien d'une matrice tridiagonale symétrique, pour laquelle le principe de Mustapha entraîne ensuite l'existence d'une valeur propre, seul le TVI étant mis à contribution. En effet, on part d'une matrice-compagnon, la matrice de passage est triangulaire supérieure et la matrice semblable obtenue est a priori triangulaire supérieure avec, en plus, la sous-diagonale principale ; comme elle est symétrique, elle est effectivement tridiagonale.

    Bien cordialement, j__j
  • Bon bon, John-John, je n'avais pas bien regarde en effet.
  • Oui, je confirme! Je voulais simplement dire que cette construction était la plus élémentaire possible. Bon, je suis d'accord, vouloir se passer de $\C$ est une coquetterie, non ?

    Cdlt, Hicham
  • Coquetterie ou pas, j'apprends cette méthode avec beaucoup d'intérêt.
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