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Prépa, 1re année › Matrices › Propriétés de la trace

Propriétés de la trace : énoncé (MPSI)

Propriété

Propriétés de la trace

  • $\operatorname{tr}$ est une forme linéaire sur $\mathcal M_n(\mathbb K)$ ;
  • $\operatorname{tr}(A^\top)=\operatorname{tr}A$ ;
  • pour $A\in\mathcal M_{n,p}(\mathbb K)$ et $B\in\mathcal M_{p,n}(\mathbb K)$ : $$\operatorname{tr}(AB)=\operatorname{tr}(BA).$$
Démonstration : Propriétés de la trace
Démonstration

$\operatorname{tr}(AB)=\operatorname{tr}(BA)$

$AB\in\mathcal M_n(\mathbb K)$ et $BA\in\mathcal M_p(\mathbb K)$ sont carrées. On calcule $$\operatorname{tr}(AB)=\sum_{i=1}^n(AB)_{ii}=\sum_{i=1}^n\sum_{k=1}^pa_{ik}b_{ki}=\sum_{k=1}^p\sum_{i=1}^nb_{ki}a_{ik}=\sum_{k=1}^p(BA)_{kk}=\operatorname{tr}(BA).$$ L'échange des deux sommes finies est légitime.

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Dans le cours

Matrices : Propriétés de la trace