Matrice tridiagonale symétrique
Bonsoir
On considère une matrice tridiagonale symétrique réelle, c'est-à-dire de la forme :
$$
I_n = \begin{pmatrix}
a_1 & b_1 & 0 & \cdots & 0\\
b_1 & a_2 & b_2 & \ddots & \vdots \\
0 & b_2 & \ddots & \ddots & 0 \\
\vdots & \ddots & \ddots & a_{n-1} & b_{n-1} \\
0 & \cdots & 0 & b_{n-1} & a_n
\end{pmatrix},
$$ où les $(b_i)_i$ sont non nuls.
Il s'agit de montrer que cette matrice a $n$ valeurs propres réelles distinctes.
Étant symétrique réelle, cette matrice a $n$ valeurs propres réelles. Il s'agit donc de montrer qu'elles sont distinctes.
J'ai un vague souvenir d'un exercice où l'on calculait le déterminant d'une matrice tridiagonale symétrique à l'aide d'une relation de récurrence, mais les diagonales étaient constates. Je ne sais pas si cela peut servir.
Je sollicite donc votre aide pour cet exercice.
Bien cordialement,
Ram
On considère une matrice tridiagonale symétrique réelle, c'est-à-dire de la forme :
$$
I_n = \begin{pmatrix}
a_1 & b_1 & 0 & \cdots & 0\\
b_1 & a_2 & b_2 & \ddots & \vdots \\
0 & b_2 & \ddots & \ddots & 0 \\
\vdots & \ddots & \ddots & a_{n-1} & b_{n-1} \\
0 & \cdots & 0 & b_{n-1} & a_n
\end{pmatrix},
$$ où les $(b_i)_i$ sont non nuls.
Il s'agit de montrer que cette matrice a $n$ valeurs propres réelles distinctes.
Étant symétrique réelle, cette matrice a $n$ valeurs propres réelles. Il s'agit donc de montrer qu'elles sont distinctes.
J'ai un vague souvenir d'un exercice où l'on calculait le déterminant d'une matrice tridiagonale symétrique à l'aide d'une relation de récurrence, mais les diagonales étaient constates. Je ne sais pas si cela peut servir.
Je sollicite donc votre aide pour cet exercice.
Bien cordialement,
Ram
Réponses
-
Bonjour
(remarque le nom $I_n$ est mal choisi.)
Si $\lambda$ est une valeur propre double cela revient à dire que $A=I_n- \lambda Id $
vérifie les mêmes hypothèses et son noyau est au moins de dimension 2.
Il s'agit maintenant de résoudre $AX=0$, avec $X=(x_1,\ldots,x_n)^t.$
Commence par résoudre ce système et tu verras que nécessairement $x_1\neq 0$ et que la suite $x_2,\ldots,x_n$ est complètement déterminée par la valeur de $x_1.$ Ce qui signifie que le noyau ne peut être de dimension 2 ou plus. -
Bonsoir
Je nomme ta matrice de départ $A$
Indication: $A=aI_{n}+B$.
Tu peux diagonaliser $B$ en regardant toute distinguant toute fois les valeurs de $a$
Edit: Erreur de ma part, j'ai lu en diagonale le sujet. -
supp
-
side: (tu)
-
Le raisonnement (valable) de side (il extrait une matrice ayant n-1 ligne qui est injective), valable aussi dans tous les corps, se marie mal avec l'affirmation d'un autre fil disant qu'on peut toujours remplacer seulement la diagonale de façon à obtenir une matrice nilpotente, non?
Y aurait-il une contradiction dans la théorie des corps algébriquement clos? :-DAide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi -
J'ajoute le lien pour faciliter les remarques.
http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123820,2133732#msg-2133732Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi -
En effet, il y a peu de matrices réelles symétriques et nilpotentes.
-
supp
-
Merci aux différents intervenants !
-
Remarque: le conflit n'était qu'apparent. La matrice avec la surdiagonale composée de 1 et 0 partout ailleurs est accessible à l'argument de side. Et elle est nilpotente.Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
-
Pas bien compris ce que dit christophe. En tout cas $\left[\begin{array}{cc}i&1\\1&-i\end{array}\right]$ est nilpotente et symetrique.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.1K Toutes les catégories
- 7 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 52 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 62 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 68 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 312 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 772 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres