"Compensation" de deux suites
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"Compensation" de deux suites



  1. #1
    julien_4230

    "Compensation" de deux suites


    ------

    Bonjour à tous.

    Voici un problème que je trouve sympathique que j'aimerais vous soumettre.

    Soient (a1,...,an) et (b1,...,bn) deux familles finies de nombres réels tels que :

    Sum(ai^2) = Sum(bi^2) = 1,
    Pour tout i, 0<min(ai)<1/sqrt(n)<max(ai)<1, et :
    Sum(ai*bi) = 0.

    Dans quelles conditions a-t-on : Sum(bi)=0 (ou tend vers 0 avec n, càd qu'on rajoute des nombres de telle sorte à ce que les trois conditions soient respectées) ?

    À bientôt!

    -----

  2. #2
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Bonjour
    Pour n = 2, la condition Sum(bi)=0 entraine b1 = - b2, ce qui entraine, avec Sum(ai*bi) = 0 que a1=a2, ce qui interdit 0<min(ai)<1/sqrt(n)<max(ai)<1, donc pas de solution ; Est-ce que vous cherchez des conditions sur n ou sur les ai ?
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  3. #3
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    En fait j'ai l'impression que ça devient vrai pour n grand....
    Vous pourriez me l'argumenter ou démontrer au mieux ?

  4. #4
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Excusez-moi mais l'inégalité n'est pas stricte avec le 1/sqrt(n), donc la condition n'est pas violée et est donc vraie (mais votre raisonnement est l'inverse)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Je réécris sous LaTeX :

    Voici un problème que je trouve sympathique que j'aimerais vous soumettre.

    Soient et deux familles finies de nombres réels tels que :

    ,
    Pour tout i, , et :
    .

    Dans quelles conditions a-t-on : (ou tend vers avec , càd qu'on rajoute des nombres de telle sorte à ce que les trois conditions soient respectées) ?

  7. #6
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Il suffit de poser, et on peut trouver plein d'exemples



    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  8. #7
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Merci de votre réponse, qui implique une reformulation du problème.



    Voici un problème que je trouve sympathique que j'aimerais vous soumettre.

    Soient et deux familles finies de nombres réels donnés tels que :

    ,
    Pour tout i, , et :
    .

    A-t-on toujours : ?

    J'ai l'impression que si ces trois conditions sont vérifiées, alors pour des hautes valeurs de la famille , celles de même rang dans la famille vont compenser cette hausse, et inversement. On va avoir des hautes et des basses valeurs dans la famille , et, si est suffisamment grand, cette compensation va annuler la somme des éléments de la famille .

    Je ne sais pas comment démontrer ceci, ni les hypothèses précises et rigoureuses pour établir ce résultat.

    Une idée ?

  9. #8
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Vous devriez reformuler votre problème en terme de vecteurs (dimension n), de norme, de produit scalaire, cela me semble plus simple pour répondre à votre question (et même très simple)
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  10. #9
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    D'accord. J'avoue ne pas percevoir la subtilité si elle existe.

    Soient donc deux vecteurs et , de dimension .
    On a les trois points :

    1) ,
    2) ,
    3) .

    A-t-on toujours : ?

    J'ai l'impression que si ces trois conditions sont vérifiées, alors pour des hautes composantes de , ceux de même rang dans la famille vont compenser cette hausse, et inversement. On va avoir des hautes et des basses valeurs dans la famille , et, si est suffisamment grand, cette compensation va annuler la somme des éléments de la famille .

    Je ne pense pas que cela aide, mais je reformule que si est le vecteur colonne dont tous les composantes sont égales à , alors

    .

  11. #10
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Quel est l'ensemble des vecteurs tels que
    Quel est l'ensemble des vecteurs tels que
    Dernière modification par Médiat ; 28/01/2014 à 20h50.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  12. #11
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Que veulent dire les points au dessus des vecteurs ?

    Les vecteurs sont orthonormés....... et ?
    Dernière modification par julien_4230 ; 28/01/2014 à 21h01.

  13. #12
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Les points sur les vecteurs ne veulent rien dire, c'est sans doute un bug Latex.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  14. #13
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Votre question est-elle une piste qui peut m'amener à la résolution du problème posé (ie ) ?

  15. #14
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Vous partez d'un vecteur normé dans un espace de dimension n (que vous voulez faire tendre vers l'infini) et vous cherchez 1 vecteur qui soit orthogonal au premier et normédans un espace de dimension n ... réfléchissez à ce que cela donne avec n = 3, la généralisation est facile.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  16. #15
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Mince ! J'ai plusieurs relations du genre :



    sinon géométriquement (en dimension 3) on est sur la sphère unité, et est l’ensemble des vecteurs avec une composante positive (resp. négative) et les deux autres négatives (resp. positives). Cela ne me parle pas trop concernant la somme des composantes... sauf qu'elle est inférieure à 1... alors que celle des composantes de est supérieure à 1 par inégalité triangulaire...

    Suis-je dans votre direction ?

  17. #16
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Quelle est la dimension de l'orthogonal d'un vecteur, en dimension 3 puis en dimension n ?
    Quelle est la dimension de l'ensemble des vecteurs dont la somme des coordonnées est nulle, en dimension 3, puis en dimension n ?
    Dernière modification par Médiat ; 28/01/2014 à 21h54.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  18. #17
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Bien la dimension de l'orthogonal d'un vecteur en dimension n est n-1...
    Sinon il s'agit de l'intersection de l'orthogonal de l'hyperplan intersecté à la sphère unité , bon c'est un cercle en dimension 3...

  19. #18
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Il faut regarder l'intersection du plan passant par 0 et orthogonal à (1,1,1) avec le plan orthogonal à A.
    Donc en nD, il faut regarder l'intersection du plan passant par 0 et orthogonal à (1,...,1) avec le plan orthogonal à A.

    Mouais.... cela fait une droite...
    Dernière modification par julien_4230 ; 28/01/2014 à 22h41.

  20. #19
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    En 3D, l'intersection de la sphère unité avec le plan (1,1,1) est un cercle.
    Si je prends A, de composantes positives différentes, le plan orthogonal va intersecté le cercle unité contenu dans le plan (1,1,1) en deux points.

    Donc les solutions sont deux points, chacun ayant la somme des coordonnées nulles, au signe près (d'où les "deux points", diamétralement opposés).

    Me trompé-je ?
    Dernière modification par julien_4230 ; 28/01/2014 à 22h53.

  21. #20
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Il y a n-2 solutions (coordonnées au signe près) en dimension n, donc une infinité de solutions pour n tendant vers l'infini.

    Mais je ne peux affirmer que toute solution "vecteur B" vérifie nécessairement sum(B)=0 pour n infini. N'est-ce pas ?

  22. #21
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Bonjour,

    Citation Envoyé par julien_4230 Voir le message
    Il y a n-2 solutions (coordonnées au signe près) en dimension n,
    Non, vous n'avez pas répondu aux questions de mon message N°16.

    A tout hasard : la condition Pour tout i, est inutile, et peut être remplacée par : Pour tout i, .
    Dernière modification par Médiat ; 29/01/2014 à 04h57.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  23. #22
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    Réponse à vos deux questions :

    Dimension de l'Orthogonal d'un vecteur = 2, puis n-1.
    Dimension de l'ensemble des vecteurs dont la somme des coordonnées est nulle = 2, n-1.

    D'accord pour votre condition.

  24. #23
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Et quelle est la dimension minimale de l'intersection de 2 sev de dimensions n-1 (dans un espace de dimension n) ?
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  25. #24
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    C'est n-2 la dimension minimale.
    Donc la question est quand est-ce que ça devient n ?

  26. #25
    toothpick-charlie

    Re : "Compensation" de deux suites

    ici : http://math.arizona.edu/~flaschka/To...r/527copy.html il y a un cours sur la géométrie en grande dimension. Je pense que tu pourrais y trouver des idées, pour la partie "somme des bi tend vers 0 quand n grandit".

  27. #26
    Médiat

    Re : "Compensation" de deux suites

    Citation Envoyé par julien_4230 Voir le message
    C'est n-2 la dimension minimale.
    Donc la question est quand est-ce que ça devient n ?
    La question c'est "est-ce que l'intersection de la sphère de rayon 1 et de cette intersection de deux hyperplans peut être vide ?" sinon vous aurez des solutions à votre problème.

    Personnellement, je n'ai pas compris l'intérêt de faire tendre n vers l'infini.
    Je suis Charlie.
    J'affirme péremptoirement que toute affirmation péremptoire est fausse

  28. #27
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    La question est :

    est-ce qu'on augmente la chance que si tend vers l'infini ?

    Merci pour le cours ! Mais la partie correspondante (p.24-25) ne m'aide pas vraiment car les théorème ne font pas intervenir l'hyperplan de direction (1,...,1)...

  29. #28
    toothpick-charlie

    Re : "Compensation" de deux suites

    pourtant on y montre que quand la dimension de la sphère croît, la proportion de sa surface qui se trouve à une distance moindre qu'une valeur d fixée d'un plan équatorial donné tend vers 1.

  30. #29
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    C'est exact, c'est la proposition 5.1. Je pense que je n'ai pas saisi ce théorème.
    Est-ce que ça veut dire que la proportion de vecteurs qui a la somme des composantes nulle tend vers 1 ?

  31. #30
    julien_4230

    Re : "Compensation" de deux suites

    il cite une de ses références "527 Notes, p.386" qu'est-ce que cela signifie ?

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