Le polynôme caractéristique d'une matrice carrée A est det(A - λI) (c'est un polynôme en λ). ∣ ∣ ∣ ∣ a - λ b c d - λ ∣ ∣ ∣ ∣ = (a -λ)(d -λ)-cd = λ2 -(a +d)λ+ad -bc . Rappel. Les valeurs propre d'une matrice carrée sont les racines de son polynôme caractéristique.
Pour trouver les valeurs propres d'une matrice, calculer les racines de son polynôme caractéristique. Exemple : La matrice 2x2 M=[1243] M = [ 1 2 4 3 ] a pour polynôme caractéristique P(M)=x2−4x−5=(x+1)(x−5) P ( M ) = x 2 − 4 x − 5 = ( x + 1 ) ( x − 5 ) .
Exemple : Diagonalisation d'une matrice carré d'ordre 3
Équation caractéristique : det ( A − l I 3 ) = 0 a pour racines les valeurs propres : l 1 = l 2 = 1 ( double ) et l 3 = − 1 .
Additionnez les trois cofacteurs.
Trois cofacteurs, un pour chaque coefficient d'une seule ligne (ou colonne), que vous additionnez et vous aurez le déterminant de la matrice 3 x 3. Pour notre exemple, cela donne : (-34) + (120) + (-12) = 74.
Pour inverser une matrice à deux lignes et deux colonnes, il faut : échanger les deux coefficients diagonaux. changer le signe des deux autres. diviser tous les coefficients par le déterminant.
Un polynôme du second degré P(x) = ax² + bx + c admet au plus deux racines. Le nombre exact de ses racines est déterminé par le signe d'un expression notée Δ qu'on appelle le discriminant. Δ = b² - 4ac.
Polynômes annulateurs. — Un polynôme non nul q de K[x] est dit annulateur d'une matrice A de Mn(K), si la matrice q(A) est nulle ; on dit aussi que A est racine du polynôme q.
Pour trouver/déterminer des vecteurs propres , prendre M une matrice carré d'ordre n et λi ses valeurs propres. Les vecteurs propres sont les solutions du système (M−λIn)→X=→0 ( M − λ I n ) X → = 0 → avec In la matrice identité.
Soit λ ∈ Cl valeur propre de A et x un vecteur propre associé, alors Ax = λx, et comme · est une norme induite, on a : λx = |λ|x = Ax ≤A x. On en déduit que toute valeur propre λ vérifie λ ≤ A et donc ρ(A) ≤ A.
Si une matrice A a autant de valeurs propres que la dimension de l'espace, alors A est diagonalisable. Cela peut aussi se dire : si le polynôme caractéristique de A est scindé à racines simples, alors A est diagonalisable (la multiplicité de chaque racine est 1).
On appelle noyaude la matrice A, noté Ker (A) , l'ensemble des matrices colonnes X ∈ Mq,1(R) telles que AX = (0)p×1 .
Une matrice scalaire est une matrice diagonale (à coefficients dans un anneau) dont tous les coefficients diagonaux sont égaux, c'est-à-dire de la forme λIn où λ est un scalaire et In la matrice identité d'ordre n.
Pour cela, multipliez M et M-1. La théorie veut que : M x M-1 = M-1 x M = I, I étant la matrice identité, c'est-à-dire une matrice dans laquelle la diagonale est constituée de 1, les autres valeurs étant des 0.
1. Toute fonction polynôme du second degré admet une expression dite forme canonique. Il existe deux réels α et β tels que, pour tout réel x, f(x)=a(x−α)2+β.
Pour vérifier que a est racine de P , il suffit de calculer P ( a ) et de vérifier que le résultat vaut 0. Pour vérifier que a est racine double de P , on peut vérifier que le polynôme est divisible par (X − a )2 ou bien vérifier les égalités P ( a ) = 0 et P ′( a ) = 0, où P ′ est le polynôme dérivé de P .
Pour cela, on utilise le tableau de Horner : On commence par reporter les coefficients du polynôme (1) dans la première ligne dans l'ordre des exposants décroissants. On place la racine évidente dans la case de gauche sur la deuxième ligne. On reporte le premier coefficient dans la première case de la troisième ligne.
Définition 5 Le polynome minimal d'une matrice A est un polynôme M de degré minimal tel que M(A) = 0 et de coefficient dominant égal à 1. Un tel polynome divise tous les polynomes tels que P(A) = 0, il divise le polynome caractéristique de A et il a les mêmes racines que le polynome caractéristique.
Si un polynôme P(x) du second degré admet x1 et x2 pour racines, alors il peut s'exprimer sous la forme : P(x) = a (x−x_1)(x−x2) avec a un nombre réel non nul. Il y a donc une infinité de polynômes du 2nd degré qui admettent ces 2 racines.
Une fonction polynôme de degré 2 f est définie sur ℝ par f (x) = ax2 + bx + c, où a, b et c sont des nombres réels donnés et a ≠ 0.
Autrement dit, si vous remarquez une combinaison linéaire entre les vecteurs colonnes de la matrice A, alors cette famille est liée, donc elle n'est pas libre, donc A n'est pas inversible. Méthode n°3 : Soit A une matrice carrée d'ordre n. Si 0 n'est pas valeur propre de A alors A est inversible.
La matrice M est diagonalisable si et seulement si la somme des multiplicités géométriques est égale à la taille de M. Or chaque multiplicité géométrique est toujours inférieure ou égale à la multiplicité algébrique correspondante.
Une matrice réelle dont toutes les colonnes sont orthogonales deux à deux est inversible si et seulement si elle n'a aucune colonne nulle. Un produit de deux matrices carrées est inversible si et seulement si les deux matrices en facteur le sont aussi.
La masse d'un noyau est proportionnelle au nombre de masse A. Elle est donnée par la formule approchée : mnoyau = A × mnucléon. Le noyau le plus léger est donc celui de l'atome d'or car son nombre de masse A est plus petit que celui de l'atome de plomb.