Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO
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Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO



  1. #1
    invite5d1ab7cc

    Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO


    ------

    Bonjour, je viens chercher de l'aide ici dans le cadre d'un devoir maison en modélisation (Je suis en M1 d'écologie).
    Voici la question sur laquelle je bloque :

    "Soit la matrice A =(0,-α,0 ; β,0,0 ; 0,0,λ) (écriture type "Scilab")
    Montrer que les valeurs propres de A sont λ ainsi que deux
    valeurs propres imaginaires pures (= de partie réelle nulle) que l'on indiquera."
    (On admettra que si pour un point fixe la matrice jacobienne admet 3 valeurs propres dont deux sont imaginaires pures, alors le point sera « pseudo-attracteur » si la 3ème valeur propre est <0 et « pseudo-répulseur » si la 3ème valeur propre est >0 )

    Mon calcul me donne un déterminant égal à zéro, je ne parvient pas à obtenir 3 VP, dont deux imaginaires comme sous entendue dans la consigne.
    J'ai cherché les VP de cette manière :
    P(λ)=Det(A-Id3)
    = Det ( (0,-α,0 ; β,0,0 ; 0,0,λ) - (0,0,λ ; 0,λ,0 ; 0,0,λ) )
    = Det (-λ,-α,0 ; β,-λ,0 ; 0,0,0)
    Le Det étant calculé de la façon suivante : sum(a ij(-1)^(i+j)*delta ij)
    avec delta ij = A privée de la i ème ligne et j ième colonne.

    Merci.

    -----

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Bonsoir.

    Je ne comprends pas ce que tu écris pour la recherche des valeurs propres. En tout cas tu ne peux pas réutiliser λ pour la notation d'une valeur propre, puisqu'il existe déjà.
    x est valeur propre si det(A-xId)=0, donc si det (-x,-α,0;β,-x,0 ; 0,0,λ-x)=0

    A priori, rien n'interdit qu'il y ait trois valeurs propres réelles, sauf si αβ>0, ce que tu n'as pas précisé (mais le -α laisse penser que α et β sont peut-être des réels strictement positifs)

    Bon travail !

  3. #3
    invite5d1ab7cc

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Merci de votre réponse, et oui en effet j'ai oublié de préciser que la consigne indique que α>0 et β>0.

    Je me suis aussi rendu compte du problème dans ma notation (habitude de nommer les VP λ).
    Mais je ne parvient pas à obtenir un polynôme que je sache résoudre à partir de la matrice (-x,-α,0;β,-x,0 ; 0,0,λ-x).

    Mon calcul est le suivant : (-x)*(-1)^(1+1) * (-x,0 ; 0, λ-x) + (-α)*(-1)^(1+2) * (β,0 ; 0,λ-x) + 0

  4. #4
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Le déterminant à calculer est simple, il est même directement factorisé si on le calcule en développant par rapport à la troisième ligne. mais même si on utilise d'autres méthodes, l'énoncé donne une factorisation évidente.
    Il faudrait peut-être ne pas attendre des autres ce que tu peux faire toi-même. Après avoir appris tes leçons (calculer un déterminant, calcul matriciel, valeurs propres et vecteurs propres, ...).

    Cordialement.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite5d1ab7cc

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Merci beaucoup de votre réponse.
    En suivant la troisième ligne, j'obtiens le polynôme : (λ - x)(x² - αβ)
    λ est donc une VP, les deux autres seraient alors les VP imaginaires.
    Je vois "i racine(αβ)" comme solution, mais pas la troisième.

  7. #6
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Avec (λ - x)(x² - αβ), il y a trois racines réelles. Tu as dû faire une erreur de signe. Et je te rappelle qu'un polynôme réel qui a une racine complexe en a automatiquement une autre. Ou encore que x²=k donne deux solutions (sauf si k=0).

  8. #7
    invite5d1ab7cc

    Re : Devoir Maison niveau M1, calcul matriciel/étude qualitative d'EDO

    Oui j'ai finit par comprendre pourquoi i racine(αβ) et -i racine(αβ) sont les deux solutions. Je n'ai pas manipulé de nombres complexes depuis ma terminale, je les redécouvre en M1 ^^ Merci beaucoup.

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