mathématiques appliquées (ECG 2e année) · Chapitre 3 · Exercice
La matrice de tous les uns
Réduction des matrices carrées · Puissances et suites récurrentes · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Soit . Montrer que est diagonalisable, donner , puis calculer pour tout entier .
Corrigé
Diagonalisable. est symétrique : le cours l'admet.
Éléments propres. Les trois lignes de sont égales : , donc . Autrement dit est valeur propre et
Par ailleurs : est valeur propre. Les dimensions se totalisent : , donc et est semblable à .
Les puissances. Le coefficient d'indice de est la somme des trois produits , donc vaut : . Une récurrence immédiate donne alors, pour ,
En effet, si , alors .
Contrôles. Pour : . Pour : , dont tous les coefficients valent — ce qu'un produit direct confirme.
Le point à retenir. Une matrice de rang vérifie toujours pour un réel , et ses puissances ne coûtent alors rien. Ici est aussi la seule valeur propre non nulle — ce n'est pas un hasard : c'est le facteur de la seule direction que n'écrase pas.
Exercices semblables
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