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mathématiques (PC) · Chapitre 1 · Application directe du cours

Un polynôme annulateur donne l'inverse et toutes les puissances

Compléments d'Algèbre Linéaire et Déterminants · Niveau ★ — application directe du cours · niveau 1 (application)

Énoncé

Soit vérifiant .

  • Montrer que est inversible et exprimer comme un polynôme en .
  • Exprimer comme combinaison linéaire de , et .
  • Montrer que pour tout , .
  • Contrôler les résultats sur la matrice compagnon .

Corrigé

Stratégie. L'hypothèse dit exactement que est un polynôme annulateur de . Les trois premières questions sont les trois usages listés par la méthode du cours : isoler le terme constant, diviser euclidiennement, borner le degré.

1. L'inverse. De on tire , soit Donc est inversible et . (C'est le mécanisme général : autorise l'inversion, et l'inverse est un polynôme en .)

2. La puissance . On divise par : En évaluant en et en utilisant :

3. Toutes les puissances. Pour , la division euclidienne avec donne , qui appartient à . Autrement dit est de dimension au plus , quelle que soit la taille .

4. Contrôle. On calcule Ensuite et l'on vérifie ✓, ainsi que ✓.

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