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Matrice de passage

Dans le document Mathématiques et calcul 1er semestre (Page 152-182)

Soit Eun espace vectoriel muni d’une base B= (~a

On appelle matrice de changement de base, de la base Bà la baseB0, la matrice de l’identité :

Paris Descartes Mathématiques et calcul 15 décembre 2009 39 / 54

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Soit Eun espace vectoriel muni d’une base B= (~a

On appelle matrice de changement de base, de la base Bà la baseB0, la matrice de l’identité :

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Soit Eun espace vectoriel muni d’une base B= (~a

On appelle matrice de changement de base, de la base Bà la baseB0, la matrice de l’identité :

Paris Descartes Mathématiques et calcul 15 décembre 2009 39 / 54

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Soit Eun espace vectoriel muni d’une base B= (~a

On appelle matrice de changement de base, de la base Bà la baseB0, la matrice de l’identité :

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 1

Paris Descartes Mathématiques et calcul 15 décembre 2009 40 / 54

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 1

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 1

Paris Descartes Mathématiques et calcul 15 décembre 2009 40 / 54

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 1

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la base B.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE

Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la base B.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la baseB.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la baseB.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la baseB.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0)

DoncP

1P

2est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la baseB.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2 est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B)

P1P

2=In

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Remarque : Si on conserve la même base, la matrice de passage est la matrice identité.

Soit Eun espace vectoriel muni d’une baseB= (~a

1,a~

2,· · · ,a~n) et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base deE Soit P

1la matrice de passage de la baseB à la baseB0 etP

2la matrice de passage de la baseB0à la baseB.

É P

1est la matrice de l’application Id : (E,B0)7−→(E,B)

É P

2est la matrice de l’application Id : (E,B)7−→(E,B0) DoncP

1P

2 est la matrice deId : (E,B)7−→(E,B) P1P

2=In

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Théorème :SiB= (a~

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) sont deux bases d’un espace vectorielE de dimensionn,

É La matriceP, ayant pour colonneiles coordonnées du vecteura~0i sur la base {a~j}(1≤jn)est inversible.

É P=M

(id,B0,B) P−1=M

(id,B,B0)

É SiX est la matrice colonne des coordonnées dans la base Bd’un vecteurx~Eet X0 est la matrice colonne des coordonnées dans la base B0 dumême vecteurx~ :

X=PX0 et X0=P−1X

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Théorème :SiB= (a~

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) sont deux bases d’un espace vectorielE de dimensionn,

É La matriceP, ayant pour colonneiles coordonnées du vecteura~i0sur la base {a~j}(1≤jn)est inversible.

É P=M

(id,B0,B) P−1=M

(id,B,B0)

É SiX est la matrice colonne des coordonnées dans la base Bd’un vecteurx~Eet X0 est la matrice colonne des coordonnées dans la base B0 dumême vecteurx~ :

X=PX0 et X0=P−1X

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Théorème :SiB= (a~

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) sont deux bases d’un espace vectorielE de dimensionn,

É La matriceP, ayant pour colonneiles coordonnées du vecteura~i0sur la base {a~j}(1≤jn)est inversible.

É P=M

(id,B0,B) P−1=M

(id,B,B0)

É SiX est la matrice colonne des coordonnées dans la base Bd’un vecteurx~Eet X0 est la matrice colonne des coordonnées dans la base B0 dumême vecteurx~ :

X=PX0 et X0=P−1X

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Théorème :SiB= (a~

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) sont deux bases d’un espace vectorielE de dimensionn,

É La matriceP, ayant pour colonneiles coordonnées du vecteura~i0sur la base {a~j}(1≤jn)est inversible.

É P=M

(id,B0,B) P−1=M

(id,B,B0)

É SiX est la matrice colonne des coordonnées dans la base Bd’un vecteurx~Eet X0 est la matrice colonne des coordonnées dans la base B0 dumême vecteurx~ :

X=PX0 et X0=P−1X

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Théorème :SiB= (a~

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) sont deux bases d’un espace vectorielE de dimensionn,

É La matriceP, ayant pour colonneiles coordonnées du vecteura~i0sur la base {a~j}(1≤jn)est inversible.

É P=M

(id,B0,B) P−1=M

(id,B,B0)

É SiX est la matrice colonne des coordonnées dans la base Bd’un vecteurx~Eet X0 est la matrice colonne des coordonnées dans la base B0 dumême vecteurx~ :

X=PX0 et X0=P−1X

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Soit l’espace vectoriel R3 rapporté à sa base canonique {e~

1,e~

2,e~

3}.

Soit les trois vecteurs :

~

La matrice de passage de la base canonique à la base B0 est :

P=

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Soit l’espace vectoriel R3 rapporté à sa base canonique {e~

1,e~

2,e~

3}.

Soit les trois vecteurs :

~

La matrice de passage de la base canonique à la base B0 est :

P=

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Soit l’espace vectoriel R3 rapporté à sa base canonique {e~

1,e~

2,e~

3}.

Soit les trois vecteurs :

~

La matrice de passage de la base canonique à la base B0 est :

P=

Paris Descartes Mathématiques et calcul 15 décembre 2009 43 / 54

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Soit l’espace vectoriel R3 rapporté à sa base canonique {e~

1,e~

2,e~

3}.

Soit les trois vecteurs :

~

La matrice de passage de la base canonique à la base B0 est :

P=

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Exercice 3 : L’inverse de la matrice Pest :

P−1=€ 1

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Exercice 3 : L’inverse de la matrice Pest :

P−1=€ 1

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Exemple 2

Exercice 3 : L’inverse de la matrice Pest :

P−1=€ 1

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Effet sur une matrice

Soit Eun espace vectoriel de dimensionn, muni d’une base B= (~a

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base de E

Soit Mla matrice d’une application linéairef de Edans Edans la baseB

Proposition : SiPest la matrice de passage de la baseBà la baseB0, la matrice :

M0=P−1MP

est la matrice de l’application f dans la baseB0.

Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Effet sur une matrice

Soit Eun espace vectoriel de dimensionn, muni d’une base B= (~a

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base de E

Soit Mla matrice d’une application linéairef de Edans Edans la baseB

Proposition : SiPest la matrice de passage de la baseBà la baseB0, la matrice :

M0=P−1MP

est la matrice de l’application f dans la baseB0.

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Matrices Changement de bases

Matrice de passage

Effet sur une matrice

Soit Eun espace vectoriel de dimensionn, muni d’une base B= (~a

1,a~

2,· · · ,~an)et B0= (a~0

1,a~0

2,· · ·,a~0n) une nouvelle base de E

Soit Mla matrice d’une application linéairef de Edans Edans la baseB

Proposition : SiPest la matrice de passage de la baseBà la baseB0, la matrice :

M0=P−1MP

est la matrice de l’application f dans la baseB0.

Matrices Changement de bases

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