Réduction de Jordan et tableaux de Young

Bonjour,
Pour étudier la classe de similitude d'une matrice $A$ nilpotente (sous l'action de $GL_{n}(\mathbb C)$ par conjugaison), on peut montrer qu'elle est caractérisée par son diagramme de Young $(\lambda_1,\ldots,\lambda_m)$ où $\lambda_i=\dim\big(\ker(A^i)\big)-\dim\big(\ker(A^{i-1})\big)$. Pour cela, on construit une base de $\mathbb C^n$ de sorte à ce que $A$ soit semblable à une matrice avec des blocs de Jordan dont on sait qu'il y a exactement $\lambda_k-\lambda_{k+1}$ blocs de Jordan de taille $k$. On démontre ainsi la réduction de Jordan et on obtient que deux matrices nilpotentes sont semblables si et seulement si elles ont le même diagramme de Young.
Ma question concerne l'unicité d'une telle décomposition de Jordan (à l'ordre près des blocs) à partir de ce résultat. Mon raisonnement est le suivant. Je montre par récurrence que le diagramme de Young d'une réduite de Jordan est $(\lambda_1,\ldots,\lambda_n)$ où $\lambda_i$ est le nombre de blocs de Jordan de taille $\geq i$. Ainsi, deux matrices réduites de Jordan sont dans la même orbite si et seulement si elle sont égales. Et on obtient donc l'unicité dans la réduction de Jordan.
Je me demandais s'il n'y avait pas une méthode plus directe étant donné que le calcul du diagramme de Young d'une réduite de Jordan n'est pas direct ?
Merci pour vos avis.

Réponses

  • Bah justement, le calcul du diagramme de Young d'une réduite de Jordan est immédiat, puisqu'essentiellement la taille des blocs fournit le tableau (ou sa transposée, je ne sais jamais).
  • Mais on le sait sans avoir besoin de faire le calcul des dimensions des noyaux itérés?
  • Poirot exagère. Quand on voit une matrice diagonale par blocs (dont les blocs diagonaux sont des matrices) de Jordan, on en déduit juste en l'observant un diagramme de Young, c'est-à-dire une partition, qui convient. Mais il ne va pas de soi que deux matrices associées à des partitions différentes ne sont pas semblables. C'est pour cela qu'il faut trouver des invariants numériques et que les dimensions des noyaux itérées sont précieux (parce qu'ils sont intrinsèques, invariants par similitude).

    (Exemple idiot : quand on observe une matrice, on peut calculer son coefficient en haut à droite. Mais il peut arriver que deux matrice dont le coefficient en haut à droite est nul soient semblables.)

    NB : Il vaut mieux éviter l'expression « tableau de Young », qui désigne une façon de remplir un diagramme de Young par des entiers.
  • Du coup, ma méthode est correcte pour conclure à l'unicité de la réduite de Jordan pour une matrice nilpotente ou je fais un détour inutile en calculant le diagramme de Young associé aux $\lambda_i=\dim\ker(A^i)-\dim\ker(A^{i-1})$ ?
    Je ne comprends pas bien l'exemple...
  • On part d'une matrice nilpotente $A$. On sait mettre cette matrice « sous forme normale », c'est-à-dire lui associer un objet combinatoire (un diagramme de Young) telle que $A$ est semblable à la matrice standard associée à cet objet combinatoire.

    Pour montrer l'unicité, il est nécessaire de faire quelque chose, c'est-à-dire montrer que la donnée combinatoire ne dépend pas de l'algorithme choisi pour le trouver mais seulement de la donnée initiale ($A$). Une bonne façon de procéder consiste à décrire la donnée combinatoire (via la suite des nombres de blocs de taille $k$ pour tout $k$ ou, ce qui revient au même, les nombres de blocs de taille $\ge k$ pour tout $k$) par une quantité intrinsèque (et donc, probablement, construite à partir de la suite $(\dim\ker A^i)_{i\ge0}$).

    Bref, tout ça pour dire que non, ta façon de procéder n'est pas extravagante.
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