Comment prouver qu'une matrice est orthogonale ?

Interrogée par: Patrick Maurice  |  Dernière mise à jour: 15. Oktober 2022
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Une matrice réelle A est orthogonale si et seulement si elle est inversible et son inverse est égale à sa transposée : A1 = tA. Une matrice carrée est orthogonale si et seulement si ses vecteurs colonnes sont orthogonaux deux à deux et de norme 1. Ainsi une matrice orthogonale représente une base orthonormée.

Comment prouver qu'une base est orthogonale ?

Une base est orthogonale relativement à une forme bilinéaire symétrique si et seulement si la matrice associée à par rapport à cette base est une matrice diagonale, les termes de la diagonale principale pouvant être nuls ou non.

Comment déterminer la matrice d'une projection orthogonale ?

Former la matrice dans la base canonique de la projection orthogonale sur P. On considère un espace vectoriel euclidien E muni d'une base orthonormée ℬ=(i,j,k). Former la matrice dans ℬ de la projection orthogonale sur le plan P d'équation x+y+z=0. Soit n=i+j+k un vecteur normal à P.

Comment montrer qu'un endomorphisme est orthogonal ?

Un endomorphisme f de E est dit orthogonal si, et seulement si, il conserve le produit scalaire, c'est-`a-dire si, et seulement si ∀x,y ∈ E, (f (x)|f (y)) = (x |y). Soit E un espace vectoriel euclidien.

Comment montrer que la matrice est inversible ?

Définition 1 : Une matrice A ∈ Mn(R) est dîte inversibles'il existe une matrice B ∈ Mn(R) telle que : AB = In et BA = In Si B existe, elle est appelée inverse de A et notée A−1.

Matrices orthogonales et symétriques - propriétés - exercice corrigé

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Quand Dit-on qu'une matrice est nulle ?

La matrice (de taille n × p) dont tous les coefficients sont des zéros est appelée la matrice nulle et est notée 0n,p ou plus simplement 0.

Quand une matrice est non inversible ?

Méthode n°2 : Une matrice A est inversible si et seulement si la famille formée par ses vecteurs colonnes est libre. Autrement dit, si vous remarquez une combinaison linéaire entre les vecteurs colonnes de la matrice A, alors cette famille est liée, donc elle n'est pas libre, donc A n'est pas inversible.

Comment déterminer un orthogonal ?

Un vecteur normal à une droite d est orthogonal à tous les vecteurs directeurs de d. B. (a ; b) admet une équation cartésienne de la forme ax + by + c = 0. Soit A(xA ; yA) un point de la droite d et M(x ; y) un point quelconque.

Est-ce qu'une matrice orthogonale est diagonalisable ?

En fait, une matrice orthognale est diagonalisable en tant qu'élément de Mn(C). En voici une justification brutale : une matrice orthogonale est la matrice d'un automorphisme orthogonal de Rn muni de sa structure euclidienne canonique.

Comment vérifier qu'un plan est orthogonal à une droite ?

Deux droites sont orthogonales si leurs parallèles respectives passant par un même point sont perpendiculaires. Si une droite (d) est orthogonale à deux droites sécantes du plan P, alors elle est orthogonale au plan P.

Comment déterminer l'orthogonal d'un espace vectoriel ?

Orthogonal d'une partie
  1. E désigne un espace vectoriel euclidien (ou préhilbertien) et X une partie de E .
  2. On peut aussi donner un sens à deux parties orthogonales : A et B sont orthogonales si ⟨x,y⟩=0 ⟨ x , y ⟩ = 0 pour tout x∈A x ∈ A et tout y∈B y ∈ B .

Comment montrer une base orthonormale ?

En résumé, une famille (vi)iI est orthonormale si ∀i, j ∈ I ⟨vi, vj⟩ = δi,j. Toute famille orthogonale formée de vecteurs non nuls est libre. Une famille orthonormale est donc libre. Elle est appelée base orthonormale de E si elle est de plus génératrice de E, autrement dit si c'est une base de E.

Quand utiliser le projeté orthogonal ?

Deux vecteurs non nuls sont orthogonaux si et seulement si leur produit scalaire est nul. Graphiquement, leurs directions sont orthogonales. Ainsi, deux droites sont orthogonales si et seulement si le produit de leurs vecteurs directeurs est nul. Soit un vecteur −−→CD.

Comment montrer qu'une famille est orthogonale exemple ?

Une famille de vecteurs U 1 , U 2 , … , U p est orthogonale si pour tout couple où et sont deux éléments distincts de { 1 , 2 , … , p } , les vecteurs et sont orthogonaux, c'est-à-dire tels que f ( U i , U j ) = 0 .

Comment calculer le projeté orthogonal dans un triangle ?

Dans un triangle quelconque, le carré de la longueur opposée à un angle est égale à la somme des carrés des deux autres côtés moins le double du produit de ces mêmes côtés et du cosinus de l'angle.

Comment justifier sans calcul qu'une matrice est diagonalisable ?

Une matrice A est diagonalisable si et seulement si la somme des dimensions des sous-espaces propres est égale à l'ordre de la matrice. 2. Si une matrice carrée A d'ordre n admet n valeurs propres différentes, alors A est diagonalisable.

Comment Diagonaliser Orthogonalement une matrice ?

Soit A ∈ Mn(R). Alors A est une matrice symétrique ssi ∀X,Y ∈ Mn,1(R): < AX,Y >=< X,AY >. Il existe donc une base orthonormée de vecteurs propres de f dans laquelle la matrice de f est diagonale. Il existe donc une matrice orthogonale P telle que P−1AP est diagonale.

Quelle condition doit vérifier une matrice pour qu'elle soit diagonalisable dans une base orthonormée ?

Une condition (nécessaire et) suffisante pour qu'un ensemble de matrices diagonalisables soit simultanément diagonalisable est que toutes les matrices de l'ensemble commutent deux à deux.

Quel produit Faut-il effectuer pour vérifier que deux vecteurs sont orthogonaux ?

Deux vecteurs u et v sont dits orthogonaux (et on note u ⊥ v) si < u,v >= 0. Intuitivement, deux vecteurs sont orthogonaux s'ils forment un angle droit (voir figure 1.1).

C'est quoi une droite orthogonale ?

Dans l'espace, on dit que deux droites sont orthogonales si elles sont chacune parallèles à des droites se coupant en angle droit. On emploie plutôt le terme de perpendiculaires pour deux droites orthogonales et sécantes.

Quels sont les conditions pour qu'une matrice soit inversible ?

Une matrice réelle dont toutes les colonnes sont orthogonales deux à deux est inversible si et seulement si elle n'a aucune colonne nulle. Un produit de deux matrices carrées est inversible si et seulement si les deux matrices en facteur le sont aussi.

Comment on calcule le déterminant d'une matrice ?

Le déterminant d'une matrice diagonale ou triangulaire (supérieure ou inférieure) est égal au produit des termes de la diagonale principale. Comme pour les déterminants d'ordre 2, la valeur du déterminant est égale au produit des termes de la diagonale principale.

Comment trouver les valeurs propres d'une matrice ?

Pour déterminer/trouver les valeurs propres d'une matrice, calculer les racines de son polynôme caractéristique. Exemple : La matrice 2x2 (d'ordre 2) M=[1243] M = [ 1 2 4 3 ] a pour polynôme caractéristique P(M)=x2−4x−5=(x+1)(x−5) P ( M ) = x 2 − 4 x − 5 = ( x + 1 ) ( x − 5 ) .

Quand Est-ce qu'on ne peut pas multiplier deux matrices ?

Le produit de deux matrices n'est défini que si le nombre de colonnes de la deuxième matrice est égal au nombre de lignes de la première et le produit d'une matrice (n,m) par une matrice (m,p) est une matrice (n,p).

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