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Soit A∈Rm×nA\in\Rr^{m\times n}. On veut construire une matrice M∈Rm×mM\in \Rr^{m\times m} telle que

  • MA=SMA=S triangulaire supérieure;

  • MMT=D=MM^T=D=diag(d1,⋯ ,dm)(d_1,\cdots , d_m) , di>0d_i>0

et appliquer cette factorisation de AA dans la résolution de systèmes au sens des moindres carrés.

1

Donner la factorisation QRQR de AA en termes de M,DM, D et SS.

2

On considère maintenant m=2m=2. Soient x=(x1,x2)Tx=(x_1, x_2)^T et D=D=diag(d1,d2)(d_1,d_2) (di>0d_i>0) donnés.

3

On définit M1=(β111α1).M_1=\left(\begin{array}{cc} \beta_1 & 1\\ 1&\alpha_1\end{array}\right). Supposons x2≠0x_2\neq 0. Calculer M1xM_1x et M1DM1TM_1DM_1^T.

Comment choisir α1\alpha_1 et β1\beta_1 de façon à ce que la deuxième composante de M1xM_1x soit nulle et que M1DM1TM_1DM_1^T soit diagonale?

Pour le choix précédent déterminer γ1\gamma_1 tel que M1x=(x2(1+γ1)0) et M1DM1T=(d2(1+γ1)00d1(1+γ1))M_1x=\left(\begin{array}{c} x_2(1+\gamma_1)\\0\end{array}\right) \mbox{ et } M_1DM_1^T=\left(\begin{array}{cc} d_2(1+\gamma_1)&0\\0 & d_1(1+\gamma_1)\end{array}\right)

4

Supposons x1≠0x_1\neq 0. On définit M2=(1α2β21).M_2=\left(\begin{array}{cc} 1&\alpha_2\\ \beta_2 &1\end{array}\right). Choisir α2\alpha_2 et β2\beta_2 de façon à ce que M2x=(x1(1+γ2)0) et M2DM2T=(d1(1+γ2)00d2(1+γ2))M_2x=\left(\begin{array}{c} x_1(1+\gamma_2)\\0\end{array}\right) \mbox{ et } M_2DM_2^T=\left(\begin{array}{cc} d_1(1+\gamma_2)&0\\0 & d_2(1+\gamma_2)\end{array}\right) et déterminer γ2\gamma_2

5

Montrer que l’on peut toujours choisir MiM_i (i=1,2i=1,2) de façon à ce que le “facteur de croissance” (1+γi)(1+\gamma_i) soit inférieur à 2.

Exercice 5ACE

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