Trois matrices, une question
Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 3 — Réduction des endomorphismes et des matrices carrées · Reconnaître
Énoncé
Dire, en justifiant brièvement, si chacune de ces matrices est diagonalisable :
Corrigé
La matrice . Elle est déjà diagonale. Or une matrice diagonale vérifie : elle est semblable à une matrice diagonale, à savoir elle-même. Donc est diagonalisable, avec et .
La matrice . Même argument : est diagonale, donc diagonalisable. On peut le redire autrement : est l'homothétie de rapport , et tout entier, de dimension . La somme des dimensions vaut , qui est bien la dimension de l'espace.
La matrice . Elle est triangulaire supérieure, donc son spectre est l'ensemble de ses coefficients diagonaux : Deux valeurs propres deux à deux distinctes dans un espace de dimension : le critère le plus commode du cours s'applique, est diagonalisable, et chacun de ses deux sous-espaces propres est de dimension .
Le piège à éviter. « Diagonalisable » ne veut pas dire « diagonale » : a un coefficient hors diagonale égal à et elle est pourtant diagonalisable. La question n'est jamais « à quoi ressemble la matrice ? » mais « existe-t-il une base de vecteurs propres ? ».
Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre
Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.