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1. On note Q1, Q2, Q ∈K[T] les polynˆomes caract´eristiques respectifs de A1, A2, A. Calculer Qen
fonction de Q1et Q2.
2. Montrer que Aest trigonalisable sur Ksi et seulement si A1et A2le sont.
3. On note P1, P2, P ∈K[T] les polynˆomes minimaux respectifs de A1, A2, A. Montrer que Pest un
PPCM de P1et P2.
4. Montrer que Aest diagonalisable sur Ksi et seulement si A1et A2le sont.
Exercice 24. Montrer que si u1et u2sont diagonalisables et commuttent, alors ils admettent une mˆeme
base de vecteurs propres.
En d´eduire que u1−u2est diagonalisable.
Contre-exemple : u1=1 12
0 2 et u2=1 4
0 2 , on a u1−u2=0 8
0 0
Exercice 25. Soient
M=1 12
0 3 ,A=1 2
0 1 et B=
1 2 1
0 1 1
0 0 2
Donner une d´ecomposition de Dunford de M, de Aet de B.
Exercice 26. [Monier] Soit A=D+Nla d´ecomposition de Dunford de A∈Mn(C).
1. Quelle est celle de Ak, k ∈N∗?
2. Quelle est celle de A−1, en supposant Ainversible ?
Exercice 27. Mettre sous forme de Jordan la matrice :
M=
2 0 0 0 0
1 2 0 0 0
−1 0 2 0 0
−1−1−1 1 0
1 1 1 1 1
On pr´ecisera la base dans laquelle la matrice est sous cette forme.
Exercice 28. [Franchini] p. 116 Montrer que tout endomorphisme d’un R-espace vectoriel de dimension
finie n≥1 laisse stable une droite vectorielle ou un plan vectoriel.
Exercice 29. On note jle nombre complexe de module 1 et d’argument 2π
3; on rappelle que jet j2
sont les racines de l’´equation : x2+x+ 1 = 0.
Le but du probl`eme est de d´eterminer, pour K=Rou K=C, les matrices carr´ees X∈Mn(K) v´erifiant
la relation :
(E)X2+X+I= 0
o`u I∈Mn(K) est la matrice unit´e.
1. V´erifier que si X∈Mn(K) v´erifie (E), toute matrice semblable `a Xv´erifie (E).
2. Si X∈Mn(K) v´erifie (E), quels sont les nombres complexes qui peuvent ˆetre valeur propre de X.
3. Montrer qu’une matrice X∈Mn(C) v´erifiant (E) est diagonalisable.
4. Soit X∈Mn(R) v´erifiant (E).
– Que peut-on dire de la multiplicit´e de jet j2comme valeurs propres de X? Quel est le d´eterminant
de X?
– En d´eduire que , si nest impair, il n’existe pas de matrice X∈Mn(R) v´erifiant (E).
5. Soient Fun espace vectoriel sur R,u:F−→ Fun endomorphisme tel que u2+u+Id = 0, xun
vecteur non nul de F.
montrer que le sous-espace vectoriel Fxengendr´e par xet u(x) est de dimension 2, et stable par u.
Soit yun vecteur de Ftel que y6∈ Fx; que peut-on dire des sous-espaces Fxet Fy?