Une matrice non nulle de carré nul
Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 2 — Éléments propres et polynômes annulateurs · Polynômes annulateurs, cas simples
Énoncé
Soit . Calculer , en déduire un polynôme annulateur de puis . Le seul vecteur propre possible est-il compatible avec ?
Corrigé
Le carré.
Le polynôme annulateur. signifie avec , dont la seule racine est . Donc
Le candidat est atteint. n'est pas inversible : sa seconde ligne est nulle, donc son rang vaut . Son noyau n'est donc pas réduit au vecteur nul, et est bien valeur propre :
Le sous-espace propre. . La relation montre que le noyau est l'ensemble des , soit
La compatibilité demandée. Il n'y a aucune contradiction : n'affirme pas que est nulle, mais seulement que écrase une direction. Ici : la seconde direction n'est pas écrasée, elle est déplacée — et un vecteur déplacé hors de sa propre droite n'est pas un vecteur propre. Une matrice de spectre peut donc être non nulle.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.