Symétrique, donc diagonalisable
Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 9 — Endomorphismes symétriques et théorème spectral · Reconnaître et calculer
Énoncé
Parmi les matrices , , , lesquelles sont symétriques ? Que peut-on en déduire ?
Corrigé
Le critère. Une matrice est symétrique lorsque , c'est-à-dire lorsque les coefficients placés symétriquement par rapport à la diagonale sont égaux : .
Examen. est symétrique : les deux coefficients hors diagonale valent . ne l'est pas : on lit en haut à droite et en bas à gauche. est symétrique : on vérifie , et .
Ce qu'on en déduit. Par le théorème spectral, et sont diagonalisables, leurs valeurs propres sont réelles, et il existe pour chacune une base orthonormée de vecteurs propres. Rien de tel n'est promis pour : on ne peut ni affirmer ni infirmer sa diagonalisabilité sans l'étudier.
Le rappel qui va avec. Cette lecture n'est légitime que parce que la base choisie est orthonormée — ici la base canonique de ou de . La matrice d'un endomorphisme symétrique dans une base oblique n'a aucune raison d'être symétrique.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.