For 0 < |q| < 1, the q-numerical range is defined on the algebra Mn of all n x n complex matrices by Wq(A) ={x*Ay : x, y Є Cn , x*x = y*y = 1, x* y = q}. The q-numerical radius is defined by rq(A) = max{|μ| : μ Є Wq(A)}. We characterize isometries of the metric space (Mn , rq) i.e., the maps φ : Mn → Mn that satisfy rq(A - B) = rq(φ(A) - φ(B)). We also characterise maps on Mn that preserve the q-numerical range.

In this thesis, we discuss important results for the numerical range of general square matrices. Especially, we examine analytically the numerical range of complex-valued $2 \times 2$ matrices. Also, we investigate and discuss the Gershgorin region of general square matrices. Lastly, we examine numerically the numerical range and Gershgorin regions for different types of square matrices, both contain the spectrum of the matrix, and compare these regions, using the calculation software Maple.

No description available.

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la théorie des opérateurs. L’un des opérateurs qui m’a particulièrement intéressé est l’opérateur modèle noté S(Φ) qui désigne la compression du shift unilatéral S sur l’espace modèle H(Φ) où Φ est une fonction intérieure. L’étude du rayon numérique de S(Φ) semble être importante comme l’illustre bien un résultat dû à C. Badea et G. Cassier qui ont montré qu’il existe un lien entre le rayon numérique de tels opérateurs et l’estimation des coefficients des fractions rationnelles positives sur le tore. Nous fournissons une extension de leur résultat et nous trouvons une expression explicite du rayon numérique de S(Φ) dans le cas particulier où Φ est un produit de Blaschke fini avec un unique zéro. Dans le cas général où Φ est un produit de Blaschke fini quelconque, une estimation du rayon numérique de S(Φ) est aussi donnée. Dans la deuxième partie de cette thèse on s’est intéressé à l’image numérique de rang supérieur Λk(T) qui est l’ensemble de tous les nombres complexes λ vérifiant PTP = λP pour une certaine projection orthogonale P de rang k . Cette notion a été introduite récemment par M.-D. Choi, D. W. Kribs, et K. Zyczkowski et elle est utilisée pour certains problèmes en physique. On montre que l’image numérique de rang supérieur du shift n-dimensionnel coïncide avec un disque de rayon bien déterminé / This thesis joins in the field of operator theory. We are specially interested by the extremal operator S(Φ) defined by the compression of the unilateral shift S to the model subspace H(Φ) where Φ is an inner function on the unit disc. The numerical radius of S(Φ) seems to be important and have many applications to harmonic analysis. C. Badea and G. Cassier showed that there is a relationship between the numerical radius of such operators and the Taylor coefficients of positive rational functions. We give an extension of C. Badea and G. Cassier result and an explicit formula of the numerical radius of S(Φ) in the particular case where Φ is a finite Blaschke product with unique zero. An estimate in the general case is also established. The second part is devoted to the study of the higher rank-k numerical range denoted by Λk(T) which is the set of all complex number λ satisfying PTP = λP for some rank-k orthogonal projection P. This notion was introduced by M.-D. Choi, D. W. Kribs, et K. Zyczkowski motivated by a problem in Physics. We show that if Sn is the n-dimensional shift then its rank-k numerical range is the circular discentered in zero and with a precise radius

<p>There are numerous ways to localize eigenvalues. One of the best known results is that the spectrum of a given matrix ACn,n is a subset of a union of discs centered at diagonal elements whose radii equal to the sum of the absolute values of the off-diagonal elements of a corresponding row in the matrix. This result (Ger&scaron;gorin&#39;s theorem, 1931) is one of the most important and elegant ways of eigenvalues localization ([63]). Among all Ger&scaron;gorintype sets, the minimal Ger&scaron;gorin set gives the sharpest and the most precise localization of the spectrum ([39]). In this thesis, new algorithms for computing an efficient and accurate approximation of the minimal Ger&scaron;gorin set are presented.</p> / <p>Постоје бројни начини за локализацију карактеристичних корена. Један од најчувенијих резултата је да се спектар дате матрице АCn,n налази у скупу који представља унију кругова са центрима у дијагоналним елементима матрице и полупречницима који су једнаки суми модула вандијагоналних елемената одговарајуће врсте у матрици. Овај резултат (Гершгоринова теорема, 1931.), сматра се једним од најзначајнијих и најелегантнијих начина за локализацију карактеристичних корена ([61]). Међу свим локализацијама Гершгориновог типа, минимални Гершгоринов скуп даје најпрецизнију локализацију спектра ([39]). У овој дисертацији, приказани су нови алгоритми за одређивање тачне и поуздане апроксимације минималног Гершгориновог скупа.</p> / <p>Postoje brojni načini za lokalizaciju karakterističnih korena. Jedan od najčuvenijih rezultata je da se spektar date matrice ACn,n nalazi u skupu koji predstavlja uniju krugova sa centrima u dijagonalnim elementima matrice i poluprečnicima koji su jednaki sumi modula vandijagonalnih elemenata odgovarajuće vrste u matrici. Ovaj rezultat (Geršgorinova teorema, 1931.), smatra se jednim od najznačajnijih i najelegantnijih načina za lokalizaciju karakterističnih korena ([61]). Među svim lokalizacijama Geršgorinovog tipa, minimalni Geršgorinov skup daje najprecizniju lokalizaciju spektra ([39]). U ovoj disertaciji, prikazani su novi algoritmi za određivanje tačne i pouzdane aproksimacije minimalnog Geršgorinovog skupa.</p>