Adloun

Le spectre d'une homothétie

Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 2 — Éléments propres et polynômes annulateurs · Lire un spectre

Énoncé

Soit un espace vectoriel réel de dimension et . Déterminer et , puis donner .

Corrigé

Le candidat. Le polynôme vérifie : c'est un polynôme annulateur de . Toute valeur propre de est racine de , donc

Le candidat est atteint. Comme est de dimension , il n'est pas réduit au vecteur nul : choisissons non nul. Alors avec : est bien valeur propre, de vecteur propre . Donc .

Le sous-espace propre. Par définition, puisque l'application nulle a pour noyau l'espace tout entier. Autrement dit, tout vecteur non nul de est vecteur propre pour la valeur . D'où

Ce qu'il faut en retenir. Une homothétie n'a qu'une valeur propre, mais son sous-espace propre est aussi grand que possible. Le nombre de valeurs propres et la taille des sous-espaces propres sont deux informations indépendantes : ici une seule valeur, et la somme des dimensions vaut déjà .

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