max du déterminant d'une matrice symétrique

Bonjour,

Je cherche à borner (un max) le déterminant d'une matrice symétrique. Je sèche, j'ai pas beaucoup d'idées, c'est loin le calcul des déterminants.

Merci pour votre aide

PS : en simulant, en prenant la diagonale égale à 1, j'ai obtenu que des déterminants <= 1, donc je postule que c'est le produit de la diagonale mais je ne suis pas sûr. il faut que je refasse des simulations...

Réponses

  • En fonction de quoi cherches-tu à borner le déterminant de la matrice symétriquement.
    Intrinsèquement, si l'on prend la matrice $\lambda.I_n$, le déterminant est $\lambda^n$, et il est non majoré...
  • ok, mon énoncé était pas très clair, désolé.

    en fait, dans mon esprit j'ai l'impression que la diagonale va majorer mon déterminant. si j'appelle $\Lambda_{i}$ les coefficients sur la diagonale de ma matrice de dimension $n$, j'ai envie de dire que mon determinant est borné par une combinaison des $\Lambda_{i}$, donc quelque soit mes $\Sigma_{i,j}$ pour "$i/neqj$.

    en fait, c'est une colle qu'on m'a posé sur un exemple plus simple. sur une matrice de corrélation donc $\Lambda_{i}=1$ et $\Sigma_{i,j}$ dans [-1,1], quel est le max du déterminant en faisant varier les $\Sigma_{i,j}$.

    et je seche pour la démo
  • Ca ne peut pas marcher avec le produit des éléments diagonaux... car il peut y avoir un 0 sur la diagonale d'une matrice symétrique inversible. Ex :
    [1 1 1]
    [1 0 1]
    [1 1 0]
    qui a pour déterminant 1 et pour produit des coefficients diagonaux 0.
  • S'il s'agit d'une matrice de corrélation, elle est symétrique et positive avec une diagonale de $1$. Ses valeurs propres sont donc positive, leur somme vaut $n$ et on cherche à majorer le produit. L'inégalité arithmético-géométrique permet alors d'affirmer que le produit est inférieur à $1$, avec égalité si et seulement si toutes les valeurs propres valent $1$, c'est-à-dire pour l'identité.
    Laotseu, qui n'arrive toujours pas à cocher la case Latex et qui va changer de navigateur...
  • Bonjour,

    Pour une matrice symétrique semi-définie positive $M$, l'inégalité arithmético-géométrique permet bien de borner le déterminant par $\left(\frac{1}{n}\,\mbox{trace}(M)\right)^n$, comme vous le faites pour les matrices que vous considérez.

    Par contre, pour une matrice symétrique quelconque, il n'y a pas moyen de borner la valeur absolue du déterminant en fonction des éléments diagonaux : considérer $\left( \begin{array}{cc} 0&a\\ a&0 \end{array}\right)$. La seule borne que je connaisse dans ce cas-là est la borne de Hadamard : le produit des normes euclidiennes des vecteurs colonnes. Cette borne vaut pour n'importe quelle matrice, et elle se comprend bien quand on pense le déterminant comme volume.

    Cordialement,

    M. Coste
  • Bonjour,

    Merci pour votre réponse. Je pense aussi que la réponse est 1, mais comme mon interlocuteur m'a dit que ce n'était pas ça, ça m'a déstabilisé, il a du se tromper...

    Par contre, je ne comprends pas tout à fait la démo. Pour moi une matrice de corrélation est symétrique, mais pas forcément semi-définie positive, les corrélations croisées pouvant être négatives. Je dois faire une erreur bête de définition.

    Merci pour votre aide
    Alexis
  • Dire qu'une matrice est symétrique définie positive ne signifie pas que tous ses coefficients sont eux-même positifs, mais juste que ${}^t X A X\ge 0$ pour tout vecteur $X={}^t(x_1\ x_2\ \dots\ x_n)$.

    Or, une « matrice de Gram » (de la forme $a_{ij}=\langle x_i|x_j\rangle$, où $\langle \cdot|\cdot\rangle$ est un produit scalaire sur un espace préhilbertien $E$ et la famille $(x_1,\dots,x_n)$ est un $n$-uplet d'éléments de $E$ est toujours positive (et même définie positive dès que la famille $(x_1,\dots,x_n)$ est libre). En effet, si $A$ est tel qu'indiqué et $\Lambda=(\lambda_1,\dots,\lambda_n)$ est un vecteur quelquonque de $\R^n$, on a:
    $${}^t\Lambda A\Lambda=\Big\langle\sum \lambda_ix_i\Big| \sum \lambda_ix_i\Big\rangle$$

    Et une matrice de corrélation est bien de ce type ... donc une matrice de corrélation est bien positive.
  • Bonjour,

    Oui, je savais la def d'une matrice positive mais ça ne me semblait pas évident que la matrice de corrélation le soit.
    En utilisant Gram c'est très clair. Merci pour votre aide, on a donc que le determinant d'une matrice de corrélation est compris entre 0 et 1.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.