Adloun

Un endomorphisme de carré nul, lu par blocs

Exercice de TD · niveau 2 · mathématiques (PSI), chapitre 1 — Compléments d'Algèbre Linéaire et Déterminants · Niveau ★★ — raisonnement intermédiaire

Énoncé

Soit de dimension finie et tel que .

Corrigé

1. Pour , écrivons ; alors , donc : . Posons . Le théorème du rang donne , et l'inclusion impose , soit

2. Posons et choisissons une base de dont les premiers vecteurs forment une base de (base adaptée). Alors :

Donc Tous les coefficients diagonaux sont nuls, donc — et cette valeur ne dépend pas de la base choisie, par invariance de la trace par similitude. Par ailleurs matrice triangulaire par blocs, donc .

3. est stable par (son image par est ), et l'endomorphisme induit est l'endomorphisme nul : c'est précisément ce que dit le bloc diagonal supérieur gauche . Réciproquement, lire un bloc diagonal nul, c'est lire un sous-espace stable sur lequel l'induit s'annule.

Contrôle. Pour et de matrice : , (le majorant est atteint), ✓ et ✓.

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