mathématiques (ECT 2e année) · Chapitre 6 · Exercice
Une matrice qui n'est pas diagonalisable
Réduction des matrices carrées · Diagonalisation · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Soit . Donner un polynôme annulateur de , puis sa seule valeur propre. Montrer enfin que n'est pas diagonalisable.
Corrigé
Le polynôme. et , donc annule . On le vérifie : , et .
La seule valeur propre. Le seul candidat est , et c'est bien une valeur propre : donne , soit , et convient.
Elle n'est pas diagonalisable. Supposons qu'il existe inversible et diagonale avec . Les coefficients diagonaux de sont des valeurs propres de , donc valent tous : ainsi . Mais alors , ce qui est faux puisque le coefficient en haut à droite de vaut et non . Contradiction.
La leçon. Toutes les matrices ne se diagonalisent pas : ici la seule direction propre est celle de , et il n'y en a pas assez pour remplir les deux colonnes d'un inversible.