Adloun

Un polynôme annulateur donné

Exercice · niveau 2 · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 2 — Éléments propres et polynômes annulateurs · Polynômes annulateurs

Énoncé

Soit vérifiant . Déterminer les valeurs propres possibles de , puis montrer que est inversible et exprimer en fonction de .

Corrigé

Les candidats. Le polynôme est annulateur de . Toute valeur propre de est racine d'un polynôme annulateur, donc On ne peut pas dire mieux sans connaître : l'inclusion peut être stricte (pour , le spectre est ), et rien n'oblige les deux racines à être atteintes.

L'inversibilité. On isole dans la relation : La matrice est donc un inverse à droite de ; le même calcul avec les facteurs échangés (les deux matrices et commutent) montre que c'est aussi un inverse à gauche. Ainsi est inversible et

Une seconde lecture. , donc n'est pas valeur propre : et est inversible. Cet argument prouve l'inversibilité, mais ne donne pas l'inverse.

Le point à retenir. Un polynôme annulateur dont le terme constant est non nul rend toujours la matrice inversible, et l'inverse s'écrit comme un polynôme en .

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