Calculateur de valeurs propres

Calculateur de valeurs propres

Obtenez des explications IA sur le polynôme caractéristique, les vecteurs propres et les racines multiples ou complexes. Vérifiez Av=λv.

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Av = λv

Polynôme caractéristique

Vecteurs et espaces propres

Valeurs propres multiples

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Calculateur de valeurs propres

Obtenez des explications IA sur le polynôme caractéristique, les vecteurs propres et les racines multiples ou complexes. Vérifiez Av=λv. Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

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Choisir l’opération

Obtenez des explications IA sur le polynôme caractéristique, les vecteurs propres et les racines multiples ou complexes. Vérifiez Av=λv.

01p(λ) = det(λI − A)

Polynôme caractéristique

Résolvez det(λI−A)=0 ; vérifiez les coefficients avec la trace et le déterminant.

02(A − λI)v = 0

Vecteurs et espaces propres

Résolvez (A−λI)v=0 et choisissez des vecteurs non nuls.

031 ≤ dim Eλ ≤ mλ

Valeurs propres multiples

La multiplicité algébrique peut dépasser la dimension de l’espace propre.

04A = PDP⁻¹

Racines complexes et diagonalisation

Une matrice réelle peut avoir des valeurs propres complexes ; diagonaliser exige une base de vecteurs propres.

Méthode

Saisie et vérification

Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

  1. 1

    Saisir la matrice entière

    A ∈ ℝⁿˣⁿ

    Chaque paire de crochets intérieure est une ligne. Gardez les signes, les fractions et le second membre b.

  2. 2

    Préciser l’opération

    det(A − λI) = 0

    Indiquez la méthode voulue et le corps réel ou complexe.

  3. 3

    Suivre les étapes

    v ∈ ker(A − λI), v ≠ 0

    Contrôlez chaque opération sur les lignes et chaque variable libre.

  4. 4

    Vérifier le résultat

    Av − λv = 0

    Remplacez dans l’équation initiale ou vérifiez le produit et chaque couple propre.

Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

Référence

Formules et conditions

Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

Couple propre

Av = λv, v ≠ 0

Résolvez (A−λI)v=0 et choisissez des vecteurs non nuls.

Polynôme 2×2

p(λ) = λ² − tr(A)λ + det(A)

Résolvez det(λI−A)=0 ; vérifiez les coefficients avec la trace et le déterminant.

Somme et produit

Σλᵢ = tr(A); ∏λᵢ = det(A)

λ₁, …, λₙ; La multiplicité algébrique peut dépasser la dimension de l’espace propre.

Diagonalisation

AP = PD

Une matrice réelle peut avoir des valeurs propres complexes ; diagonaliser exige une base de vecteurs propres.

Exemple

Exemples résolus

Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

Exemple 1

Av = λv; A = [[3,1],[0,2]]

Deux valeurs propres distinctes et vérification des couples propres.

  1. p(λ) = (λ−3)(λ−2)
  2. λ = 3: (A−3I)v = 0 ⇒ v = t[1,0], t ≠ 0
  3. λ = 2: (A−2I)v = 0 ⇒ v = t[−1,1], t ≠ 0

Résultat: λ = 3: E₃ = span{[1,0]}; λ = 2: E₂ = span{[−1,1]}

Vérification: A[1,0] = 3[1,0]; A[−1,1] = 2[−1,1]

Exemple 2

Av = λv; A = [[2,1],[0,2]]

Racine double, un seul vecteur propre indépendant : matrice non diagonalisable.

  1. p(λ) = (λ−2)²
  2. A−2I = [[0,1],[0,0]] ⇒ v = t[1,0], t ≠ 0
  3. dim ker(A−2I) = 1 < 2

Résultat: λ = 2; dim E₂ = 1; A ≠ PDP⁻¹

Vérification: A[1,0] = 2[1,0]; 2+2 = 4; 2·2 = 4

Exemple 3

Av = λv; A = [[0,−1],[1,0]]

Cette rotation possède deux racines complexes et aucune réelle.

  1. p(λ) = λ² + 1
  2. λ = i: v = [1,−i]; λ = −i: v = [1,i]
  3. ℝ: ∄ λ; ℂ: λ = ±i

Résultat: ℂ: λ = ±i; Eᵢ = span{[1,−i]}, E₋ᵢ = span{[1,i]}

Vérification: A[1,−i] = [i,1] = i[1,−i]; i+(−i) = 0; i(−i) = 1

Erreurs fréquentes à surveiller

Gardez les fractions sans arrondir trop tôt. L’IA peut se tromper : vérifiez les calculs importants.

Dimensions incompatibles

Déterminants et valeurs propres exigent une matrice carrée ; vérifiez les dimensions pour AB.

Perdre signes et facteurs

Suivez les échanges, les multiplications de lignes et les signes des cofacteurs.

Oublier la vérification

Remplacez dans la formule initiale ; un vecteur propre ne peut pas être nul.