exercice de mathématiques : les matrices


  • P

    Bonjour, j'ai un exercice de mathématiques à faire mais je n'y arrive pas. Voici l'énoncé :
    On considère les matrices A ( 0,2 0,1) et B (0,2)
    ______________________________( 0,2 0,3) _____(0,1)

    On définit la suite matrices colonnes (Un) par la relation U(n+1) = AUn + B, pour tout entier naturel n et par son premier terme U0 = (0,1)
    __________________________________________________(0,2)

    1- Déterminer la matrice colonne telle que C = AC +B

    2- On pose pour tout entier n, Vn = Un-C
    a) Démontrer que pour tout n appartient à l'entier naturel, Vn+1 = AVn
    b) En déduire par un raisonnement par récurrence que Vn= A^nV0 pour tout entier n.

    J'ai commencé et j'ai trouvé pour la première question la matrice colonne C : (3 6) (en verticale)
    Ai-je bon ?

    Merci d'avance 🙂


  • mtschoon

    @pauline888 , bonjour,

    Piste pour démarrer,

    Soit A=(0.2   0.10.2   0.3)A=\begin{pmatrix}0.2\ \ \ 0.1\cr 0.2 \ \ _ \ 0.3\end{pmatrix}A=(0.2   0.10.2   0.3)
    Soir C=(xy)C=\begin{pmatrix}x\cr y\end{pmatrix}C=(xy)
    Si tu fais la multiplication (méthode usuelle) , tu dois trouver , sauf erreur :
    AC=(0.2x+0.1y0.2x+0.3y)AC=\begin{pmatrix}0.2x+0.1y\cr 0.2x+0.3y \end{pmatrix}AC=(0.2x+0.1y0.2x+0.3y)
    donc
    AC+B=(0.2x+0.1y+0.20.2x+0.3y+0.1)AC+B=\begin{pmatrix}0.2x+0.1y+0.2\cr 0.2x+0.3y+0.1 \end{pmatrix}AC+B=(0.2x+0.1y+0.20.2x+0.3y+0.1)

    AC+B=CAC+B=CAC+B=C <=> {0.2x+0.1y+0.2=x0.2x+0.3y+0.1=y\begin{cases} 0.2x+0.1y+0.2=x \cr 0.2x+0.3y+0.1=y \end{cases}{0.2x+0.1y+0.2=x0.2x+0.3y+0.1=y

    Tu as un système de 2 équations à 2 inconnues xxx et yyy à résoudre.

    Sauf erreur : x=518x=\dfrac{5}{18}x=185 et y=29y=\dfrac{2}{9}y=92

    Vérifie tout ça (vu que tu ne trouves pas pareil, donne tes calculs si tu le souhaites) et essaye de poursuivre.


  • P

    J'ai aussi fait le système à deux équation mais par exemple sur la première ligne on ne passe pas x de l'autre coté pour avoir x/x = 1 ?


  • N
    Modérateurs

    @pauline888 Bonjour,

    Pour 0,2x+0,1y+0,2=x0,2x+0,1y+0,2= x0,2x+0,1y+0,2=x cela donne
    0,2x−x+0,1y+0,2=00,2x-x+0,1y+0,2=00,2xx+0,1y+0,2=0
    soit
    −0,8x+0,1y=−0,2-0,8x+0,1y= -0,20,8x+0,1y=0,2


  • mtschoon

    @pauline888 ,

    Et pour la seconde équation, en transposant yyy dans le membre de gauche, , tu dois obtenir
    0.2x−0.7y+0.1=00.2x-0.7y+0.1=00.2x0.7y+0.1=0 c'est à dire 0.2x−0.7y=−0.10.2x-0.7y=-0.10.2x0.7y=0.1


  • P

    Ah oui mince, merci beaucoup !
    J'ai réussi la question a), mais pour la b) vous pensez que je dois utilisé : Vn = Un-C pour l'initialisation ?


  • N
    Modérateurs

    @pauline888

    Pour le raisonnement par récurrence, pour l'initialisation vérifie la relation pour n=1n= 1n=1.


  • P

    On écrit seulement que c'est vrai car V1 = A^1 *V0 ?


  • N
    Modérateurs

    @pauline888

    Tu écris les calculs qui vérifient cette égalité.


  • P

    J'ai d'abord calculé U1 = (0,24 0,18) en verticale
    puis calculer V1 = U1 - C = (-17/450 -19/450) en verticale
    Je retire A du résultat ce qui donne A^1(-107/450 -2/9) en verticale


  • N
    Modérateurs

    @pauline888

    Le résultat pour V1V_1V1 est correct.
    calcule V0V_0V0 puis vérifie que V1=AV0V_1=AV_0V1=AV0.


  • mtschoon

    Bonjour,

    @pauline888 ,

    Tu peux faire les calculs numériques comme te l'indique Noemi pour prouver que V1=AV0V_1=AV_0V1=AV0

    Autre façon logique (que tu pourras utiliser aussi pour l'hérédité) sans calculs numériques :
    V1=U1−C=(AU0+B)−C=AU0+B−CV_1=U_1-C=(AU_0+B)-C=AU_0+B-CV1=U1C=(AU0+B)C=AU0+BC
    V1=A(V0+C)+B−C=AV0+AC+B−CV_1=A(V_0+C)+B-C=AV_0+AC+B-CV1=A(V0+C)+BC=AV0+AC+BC
    Vu que AC+B=CAC+B=CAC+B=C, tu simplifies et tu trouves la réponse attendue.

    Tu as le choix.


  • P

    Merci beaucoup pour vos aides !! 🙂


  • mtschoon

    De rien @pauline888 .
    Nous faisons au mieux.


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