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Maximum d'une forme quadratique sur le cercle unité

L2MPPCPSIPTdifficulté 2/5Algèbre linéairepar XiMaths▲ Utile · 0

Énoncé

  1. Soit A∈Sn(R)A \in S_n(\R) de valeurs propres λ1≤⋯≤λn\lambda_1 \leq \dots \leq \lambda_n. Montrer que λ1∥X∥2≤X⊤AX≤λn∥X∥2\lambda_1 \|X\|^2 \leq X^\top A X \leq \lambda_n \|X\|^2 pour tout X∈RnX \in \R^n.
  2. En déduire le maximum de 2x2+2xy+2y22x^2 + 2xy + 2y^2 sur le cercle x2+y2=1x^2 + y^2 = 1.

Indications

Indication 1

Théorème spectral : écrire XX dans une base orthonormée de vecteurs propres de AA.

Indication 2

La forme s'écrit X⊤AXX^\top A X avec A=(2112)A = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 1 & 2 \end{pmatrix}.

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Solutions validées

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