Université de Bordeaux I – 2012/13 MOSE 1003
Feuille de TD no5
Vecteurs propres, valeurs propres, diagonalisation
Exercice 1
On considère la matrice définie par A=1 2
−1 4.
1. Déterminer les valeurs propres de Apuis les vecteurs propres associés.
2. Expliquer pourquoi la matrice Aest diagonalisable.
3. Trouver des matrices Ddiagonale et Pinversible telles que A=P DP −1.
4. En déduire en fonction de nla matrice Anpour tout entier naturel n.
Exercice 2
Soit la matrice définie par A=m1
1−m0où mest un paramètre réel.
1. Montrer que les valeurs propres de Asont données par 1et m−1.
2. En déduire en fonction de mles vecteurs propres associés.
3. Montrer que Aest diagonalisable si et seulement si m6= 2.
4. Écrire dans ce cas Asous la forme A=P DP −1où Ddiagonale et Pinversible.
5. Calculer la matrice Akpour tout entier naturel k.
* Exercice 3
Soient Cl’ensemble des nombres complexes et la matrice définie par A=2 1
−5−2.
1. Déterminer dans Cles valeurs propres de A.
2. En déduire les vecteurs propres associés.
3. Déduire de ce qui précède une diagonalisation de Adans C.
Diagonalisation et ses applications
Exercice 4
Soient (xn)et (yn)deux suites vérifiant pour tout entier n≥0le système d’équations récurrentes
xn+1 =xn−yn
yn+1 = 2xn+ 4yn.
On cherche à exprimer le terme général xnen fonction de net x0, de même le terme général ynen fonction
de net y0. Pour cela, on pose pour tout entier n≥0,Xn=xn
yn.
1. Vérifier que le système ci-dessus s’écrit Xn+1 =AXnavec A=1−1
2 4 .
2. En déduire que Xn=AnX0pour tout entier n≥0.
3. Déterminer les valeurs propres de Apuis les vecteurs propres associés.
4. Donner une diagonalisation de la matrice Apuis calculer Anpour tout entier n≥0.
5. Conclure en utilisant l’égalité Xn=AnX0.
26 novembre 2012 – feuille de TD no51 / 2