Déterminant & polynôme

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Déterminant & polynôme

Message par Robinoub » 29 avr. 2019 00:58

(Ce sujet est en fait la continuité d’un exercice dont la première question avait déjà fait l’objet d’un autre sujet et je m’excuse pour cela).

Bonjour,

J’aimerais résoudre cet exercice :
Soient P = $ X^{n} $ - X + 1 et $ z_1 $, ..., $ z_n $ ses racines.

Calculer le déterminant de la matrice de terme général :
Pour tous i,j compris dans les entiers de 1 à n :
$ a_{i,j} $ = 1 + $ z_i $ si i = j
$ a_{i,j} $ = 1 sinon
J’ai beaucoup réfléchi mais aucune de mes méthodes n’abouties vraiment à un résultat convenable (j’avais notamment pensé à introduire le polynôme P dans le déterminant et de voir ce déterminant comme une fonction afin de se ramener à un déterminant d’une matrice triangulaire supérieure ou inférieure en évaluant en $ z_1 $, ..., $ z_n $).

Pourriez-vous m’apporter des éléments de réponse ?

Merci.
Dernière modification par Robinoub le 29 avr. 2019 16:46, modifié 2 fois.

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Re: Déterminant & polynôme

Message par Elekitu » 29 avr. 2019 10:32

Essaye simplement de développer la formule du déterminant et de la simplifier en décomposant la somme astucieusement

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Re: Déterminant & polynôme

Message par Robinoub » 29 avr. 2019 11:18

Elekitu a écrit :
29 avr. 2019 10:32
Essaye simplement de développer la formule du déterminant et de la simplifier en décomposant la somme astucieusement
J’ai essayé mais aucun développement intéressant ne permettait de se ramener comme je l’ai dit précédemment à un déterminant de matrice triangulaire (dont le calcul est très simple) ou de faire apparaître une formule de récurrence.

De plus, ça me semblerait bizarre qu’on introduise dans le déterminant les racines d’un polynôme sans pour autant utiliser à un moment le fait que ce sont des racines d’un polynôme. C’est pour cela que je pense que l’on doit introduire le polynôme dans le déterminant et/ou en utiliser les relations coefficients/racines mais je n’ai pas encore trouvé le moyen d’aboutir en faisant cela.
Dernière modification par Robinoub le 04 août 2020 14:08, modifié 1 fois.

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Re: Déterminant & polynôme

Message par Elekitu » 29 avr. 2019 11:35

C'est bien les relations coefficients/racines qui vont t'intéresser au bout d'un moment (même si je m'en suis servi assez tard et il y a peut-être une façon plus rapide et astucieuse de résoudre l'exercice). Quand je parlais de développer la formule du déterminant je parlais de la formule faisant intervenir la somme pour toute permutation de Sn

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Re: Déterminant & polynôme

Message par JeanN » 29 avr. 2019 13:20

Robinoub a écrit :
29 avr. 2019 11:18
Elekitu a écrit :
29 avr. 2019 10:32
Essaye simplement de développer la formule du déterminant et de la simplifier en décomposant la somme astucieusement
J’ai essayé mais aucun développement intéressant ne permettait de se ramener comme je l’ai dis précédemment à un déterminant de matrice triangulaire (dont le calcul est très simple) ou de faire apparaître une formule de récurrence.

De plus, ça me semblerait bizarre qu’on introduise dans le déterminant les racines d’un polynôme sans pour autant utiliser à un moment le fait que ce sont des racines d’un polynôme. C’est pour cela que je pense que l’on doit introduire le polynôme dans le déterminant et/ou en utiliser les relations coefficients/racines mais je n’ai pas encore trouvé le moyen d’aboutir en faisant cela.
Développe ce déterminant comme le déterminant de la famille des colonnes dans la base canonique. Utilise la multilinéarité et l'alternance et les relations coefficients racines pour finir le calcul.
Professeur de maths MP Lycée Sainte-Geneviève

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Re: Déterminant & polynôme

Message par Robinoub » 29 avr. 2019 14:44

Elekitu a écrit :
29 avr. 2019 11:35
C'est bien les relations coefficients/racines qui vont t'intéresser au bout d'un moment (même si je m'en suis servi assez tard et il y a peut-être une façon plus rapide et astucieuse de résoudre l'exercice). Quand je parlais de développer la formule du déterminant je parlais de la formule faisant intervenir la somme pour toute permutation de Sn
Je vois tout à fait de quelle formule vous parlez. Néanmoins, cette formule a juste été énoncé dans le cours et elle n’a pas encore été appliquée en exercice. De plus, les démonstrations où elle a été utilisée concernaient des matrices simples (composées de « beaucoup de 0 ») ce qui permettait de réduire l’expression de la somme. Mais dans notre cas, je ne vois pas du tout comment réduire et calculer ce déterminant avec la formule... :(

Pourriez-vous m’indiquer comment vous y êtes-vous pris ?
Dernière modification par Robinoub le 29 avr. 2019 16:47, modifié 1 fois.

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Re: Déterminant & polynôme

Message par Robinoub » 29 avr. 2019 15:15

JeanN a écrit :
29 avr. 2019 13:20
Développe ce déterminant comme le déterminant de la famille des colonnes dans la base canonique. Utilise la multilinéarité et l'alternance et les relations coefficients racines pour finir le calcul.
C’est fait, merci ! :)

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