Endomorphismes à trouver (bis)

Bonjour,

Je ne me souviens pas du nom du théorème affirmant que, tout endomorphisme $ \varphi \ : \ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \to \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $ de l'espace vectoriel des matrices carrées $ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $ est de la forme $ \varphi (X) = PXP^{-1} $ ( Ou de la forme, $ \varphi (X) = PXQ^{-1} $ peut être .. J'ai oublié ... ), avec, $ P $ et $ Q $ à déterminer.
Pouvez vous me rappeler le nom de ce théorème ?
Ce théorème pourra être exploité pour résoudre le problème figurant ici, http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2214562 .

Cordialement.

Réponses

  • C'est n'importe quoi, Pablo.

    Les endomorphismes $M \mapsto P \cdot M \cdot Q$ dépendent des paramètres $P,Q$, pour une dimension totale $2 \times n^2$.

    Les endomorphismes de $L(M_n(\K))$ vivent en dimension $n^4$, donc il y en a beaucoup beaucoup trop pour qu'on puisse toutes les mettre sous cette forme.
  • Je pense que tu cherches la description des endomorphismes qui conservent le rang. Je ne crois pas que théorème est spécialement de nom.
  • Tu veux bien l'énoncer, ce résultat sur les endomorphismes préservant le rang, MrJ, stp ?

    Il me semble que l'endomorphisme de transposition, qui conserve le rang, a peu de chances de s'écrire de cette façon. (Je crois que j'avais appris ça en prépa, mais la mémoire me fait un peu défaut sur la démonstration)
  • @marsup : Aucune chance. J'ai donné à Pablo le résultat qui me semblait le plus proche de ce qu'il racontait.

    Je ne suis plus sûr du résultat par coeur, mais il me semble que ce sont les composées entre la transposition, la multiplication à gauche par une matrice inversible et la multiplication à droite par une matrice inversible.
  • Le nom de ce théorème comporte deux patronymes distincts de deux auteurs différents. Le deuxième est le nom d'un mathématicien Danois si je ne m'abuse.
    Shulmann ou Shinnerman ou un truc comme ça.
  • Il y a des hypothèses, dans les théorèmes, Pablo !

    Par exemple, pour les triangles sans angle droit, le théorème de Pythagore, ça marche bof... !

    Si tu gardes juste la conclusion, sans les hypothèses, ça revient souvent un peu au même que de raconter des idioties...
  • Tu peux te calmer un peu toi le temps que je me souviens de ce nom ?
  • Trop aimable, Pablo !
  • marsup a écrit:
    Trop aimable, Pablo !

    Et toi, tu me dis idiot @marsup. 8-)
    Je ne suis pas idiot moi.
  • AUTOmorphismes d'ALGEBRE, ce n'est pas la même chose qu'ENDOmorphismes d'ESPACE VECTORIEL !
  • Le résultat auquel Pablo pensait est le théorème de Skolem-Noether.

    La page Wikipedia est absolument incompréhensible pour moi.

    L'exemple central est pourtant fort simple et intéressant.

    Le sous-groupe des automorphismes de $M_n(\K)$ préservant l'identité et les produits est clairement stable sous la symétrie de conjugaison de $M_n(\K)$.

    Le théorème dit que cette action est transitive sur ce sous-groupe d'automorphismes : il n'y a pas d'autre tel automorphisme que ceux qui s'écrivent $M\mapsto P \cdot M \cdot P^{-1}$.

    (je ne sais pas si j'utilise la bonne terminologie !)
  • @marsup,
    marsup a écrit:
    Les endomorphismes $M \mapsto P \cdot M \cdot Q$ dépendent des paramètres $P,Q$, pour une dimension totale $2 \times n^2$.

    Je n'ai pas compris comment tu as trouvé que la dimension totale vaut $ 2n^2 $. Peux tu m'expliquer pourquoi ça vaut $ 2n^2 $ ?
    Merci d'avance.
  • Tu ne sais pas déterminer la dimension de $\mathcal M_n(\mathbb C) \times \mathcal M_n(\mathbb C)$ ?
  • Poirot a écrit:
    Tu ne sais pas déterminer la dimension de $\mathcal M_n(\mathbb C) \times \mathcal M_n(\mathbb C)$ ?

    Quel est le rôle de $ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \times \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $ ici Poirot ? Je n'ai pas compris.
  • Quel grand géomètre tu fais si tu ne comprends pas l'espace des paramètres $P$ et $Q$ du message de marsup... 8-) Quand est-ce que tu ouvriras les yeux sur le fait que tu ne comprends rien aux maths de L1 ?
  • Bonsoir,
    Se donner un couple $(P,Q)$ de matrices d'ordre $n$ à coefficients complexes, c'est se donner $2n^2$ nombres complexes.
  • Ah oui, :-D
    $ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \times \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) = f^{-1} ( \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) ) $, avec, $ f(P,Q) = PMQ^{-1} $.
    Donc, $ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \times \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $ est de dimension $ n^2 + n^2 = 2 n^2 $
    Par contre, $ \mathcal{L} ( \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) ) = \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \otimes \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} )^{ \vee } = \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) \otimes \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $ de dimension $ n^4 $.
  • C'est du grand délire.
  • J’ai corrigé.

    Edit,
    Merci Philippe. (tu)
  • Soit $ X \in M_n (\C) $,
    On considère l'ensemble, $$ F_X =\{f\in\mathcal{L}(M_n(\C)), f(X)X=Xf(X)\} $$
    $ F_X $ se met sous la forme, $$ F_X =\{f\in\mathcal{L}(M_n(\C)),, \forall P \in \mathbb{C} [ X ] ,f(X) \circ P(X)=P(X) \circ f(X)\} $$
    On pose, $$ G_X= \{Q\in \mathbb{C} [ X ] , \forall P \in \mathbb{C} [ X ] ,Q(X) \circ P(X)=P(X) \circ Q(X) \} $$
    D'après le théorème de Stone-Weistrass, $$ F_X = \overline{G_{X}} $$ pour la norme, $ ||f|| = \displaystyle \sup_{ f \neq 0 } |f(X)| $, par exemple.
    Or, $ G_X = Z ( \mathbb{C} [X] ) $ ( Le centre de $ \mathbb{C} [X] $ )
    D'où, $$ F_X = \overline{Z ( \mathbb{C} [X] )} $$
    Or,
    $ Z ( \mathbb{C} [X] ) = \{Q\in \mathbb{C} [ X ] , \forall P \in \mathbb{C} [ X ] ,Q(X) \circ P(X)=P(X) \circ Q(X) \} $
    $ = \{Q\in \mathbb{C} [ X ] , \forall P \in \mathbb{C} [ X ] , Q(X) \circ P(X) - P(X) \circ Q(X) = [Q , P ] (X) = 0 \} = \displaystyle \bigcap_{ P \in \mathbb{C} [ X ] } g_{P}^{ -1} ( \{ 0 \} ) $
    où, $ g_P \ : \ \mathbb{C} [ X ] \to \mathbb{C} [ X ] $ est une application définie par, $$ g_P (Q) = [Q,P] (X) = Q(X) \circ P(X) - P(X) \circ Q(X) $$ pour tout $ P \in \mathbb{C} [ X ] $, qui est une application linéaire continue sur $ \mathbb{C} [X] $ pour la topologie engendrée par la norme, $ ||P|| = \displaystyle \sup_{ P \neq 0 } |P(X)| $.
    Or, $ \{ 0 \} $ est un fermé de $ \mathbb{C}[X] $ pour cette topologie ( séparée si je ne m’abuse ).
    Donc, $ Z ( \mathbb{C} [X] ) $ est aussi un fermé de $ \mathbb{C}[X] $ pour cette topologie.
    Par conséquent, $$ \overline{Z ( \mathbb{C} [X] )} = Z ( \mathbb{C} [X] ) $$.
    D'où, $$ F_X = Z ( \mathbb{C} [X] ) $$
    Ce qui répond à l'exercice de @etanche qui figure ici, http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2214562,2214562#msg-2214562 .
    Est ce que c'est correct ?
    Merci d'avance.
    :-)
  • S'il vous plaît, est ce qu'un administrateur pourra déplacer mon message précédent de ce fil vers le fil de @etanche ici, http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2214562,2214562#msg-2214562 pour qu'il puisse le voir ?
    Merci d'avance.
  • Est ce que quelqu'un peut me corriger ? :-)
    Merci.
  • J'apprécie l'idée de @Guego ici, http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2214562,2214902#msg-2214902 , qui est très élégante, puisque, les transvections de la forme, $ f(M) = \lambda M + \Lambda(M)I_n$ engendrent $ \mathcal{M}_n ( \mathbb{C} ) $.
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