mathématiques appliquées (ECG 1re année) · Chapitre 2 · Application directe du cours
Les puissances d'une matrice diagonale
Calcul matriciel et systèmes linéaires · Puissances · niveau 1 (application)
Énoncé
Soit . Calculer , , conjecturer pour et le démontrer par récurrence.
Corrigé
Les premières puissances. (Les coefficients hors diagonale restent nuls : chaque terme du produit contient un facteur nul.)
Conjecture. .
Récurrence. Soit cette égalité. Initialisation : pour , la formule donne . Hérédité : supposons pour un fixé. Alors ce qui est . Conclusion : la formule vaut pour tout .
La règle générale. Les puissances d'une matrice diagonale s'obtiennent en élevant chaque coefficient diagonal à la puissance voulue. C'est le cas le plus simple : les coefficients hors diagonale restent nuls à chaque produit, si bien qu'aucune récurrence compliquée n'est nécessaire. C'est le cas de figure vers lequel on cherchera toujours à se ramener.
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