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Programme de mathématiques MP, MPI

Réduction des endomorphismes et des matrices carrées

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Texte officiel du programme

La réduction des endomorphismes et des matrices carrées prolonge les notions d’algèbre linéaire vues en première année. Elle trouve des applications et des illustrations dans d’autres domaines du programme (topologie, équations différentielles, systèmes dynamiques discrets, chaînes de Markov). Elle permet également de tisser des liens entre l’algèbre linéaire et l’algèbre générale, notamment polynomiale.

Le but de cette section est de donner une introduction substantielle au problème de la réduction. Les approches sont de deux types, qu’il convient d’identifier : la première, de nature géométrique, repose sur les notions de sous-espace stable et d’éléments propres ; la seconde, plus algébrique, fait appel aux polynômes annulateurs.

Sans soulever de difficulté, on signale que les notions d’algèbre linéaire étudiées en première année s’étendent au cas d’un corps de base quelconque. Pour éviter les difficultés liées aux polynômes en caractéristique non nulle, la section est traité sous l’hypothèse que $\mathbb{K}$ est un sous-corps de $\mathbb{C}$.

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1598

Soit \(A \in \mathcal{O}_n(\R)\). Montrer que si \(-1\) n’est pas valeur propre d ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1599

Soient \(E\) un K-espace vectoriel de dimension finie et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1600

Soient \(f\) et \(g\) deux endomorphisme s d’un espace vectoriel ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1601

Soient \(A \in \mathcal{M}_4 \left (\mathbb{R} \right )\) et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1602

Soit \(u\in\mathrm{End}(E)\). On note ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1603

Soient \(u\) et \(v\) deux endomorphismes de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1604

Soient \(u\) et \(v\) deux endomorphismes de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1605

On considère les matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1606

Soit \(J\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1607

Soient \(A\) et \(B\) deux matrices de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1608

Soit \(M\) la matrice suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1609

Soit \(f\) un endomorphisme de \(E=\C^{n}\). Soit ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1610

On considère l’application suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1611

Soit \(E\) un espace vectoriel de dimension \(n\) et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1613

Soit \(E\) un espace vectoriel de dimension \(3\) et de base ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1614

Soit \(E\) un espace vectoriel de dimension \(n\) et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1615

Soit \(A=\left (\begin{array}{cc} 1&4\\2&3\end{array}\right ).\) Trouver les valeurs propres de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1616

Soit \(A=\left (\begin{array}{ccc} 4&1&-1\\2&5&-2\\1&1&2\end{array}\right ).\) Diagonalise ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1617

Soit \(A=\left (\begin{array}{ccc} 1&1&1\\1&1&1\\1&1&1\end{array}\right ).\) Trouver, sans ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1618

On considère les matrices suivantes ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1619

Soit \(n\) un entier strictement supérieur à 1. Soit \(A\) une matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1620

On considère la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1621

Soit \(T\) l’application linéaire de \(\mathbb R^3\) dans ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1622

Lorsque c’est possible, diagonaliser les matrices suivantes :

...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1623

Pour quelles valeurs de \((a,b,c)\in\C^{2}\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1624

Soit \(u\) l’application suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1625

Soit \(A\in\mathcal{M}_{n}(\R)\). Montrer que si \(\lambda\) est une valeur propr ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1626

Soit \(A_{t}\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1627

Pour quelles valeurs de \(a\), \(b\) et \(c\) le ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1628

Soient \(u\) et \(v\) deux endomorphismes diagonalisables de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1629

Les matrices suivantes sont-elles diagonalisables, triangularisables ? Si oui, les réduire. ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1630

Soit \(f\) un endomorphisme diagonalisable d’un espace vectoriel \(E\) et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1631

Soit \(P_{0}\) un polynôme de \(\R_{n}[X]\), et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1632

Soit \(\alpha\) et \(\beta\) deux réels, et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1633

Les matrices suivantes sont-elles diagonalisables, triangularisables, sur \(\R\) et sur ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1634

On considère un endomorphisme \(f\) d’un \(\C\) espace vectoriel ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1635

La matrice suivante est-elle diagonalisable, triangularisable ? Effectuer explicitement la réduction. ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1636

Soit ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1637

On considère une matrice \(A\in\mathcal{M}_{nn}(\C)\) et l’application ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1638

A \(n\) nombres complexes \((a_{1},...,a_{n})\in\C^{n}\) avec ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1639

Soit \(A\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1640

Soit \(E\) un espace vectoriel de dimension finie, et \(u\) un endomorphisme de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1641

Déterminer les valeurs propres des matrices suivantes. Sont-elles diagonalisables, triangularisables ?

...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1642

Soit \(A\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1643

Dans l’espace vectoriel \(\R_{3}[X]\), on considère l’application linéaire suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1644

On considère un réel \(\alpha\) et l’application \(T_{\alpha}\) suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1645

Soient \(\R^n\) euclidien, \(f \in \textbf{O}_n(\R)\). Montrer que ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1646

Diagonaliser en base orthonormale les matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1647

Montrer que si \(A\) est une matrice symétrique réelle, alors \(A + iI\) est inve ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1648

Soit \(f\) un endomorphisme de \(\C^3\) dont la matrice par rapport à la base can ...