Université de BORDEAUX L2 - 4TTI302U (Algèbre 2) / 2016-2017
TD SUR LE CHAPITRE 3 Polynômes d’endomorphismes
Exercice 1
Soit Aune matrice carrée. On considère les hypothèses
(H1)χA(X) = (X1)2(2X)
(H2)µA(X) = (X1)2(X2)
(H3) (AI)(A2I) = 0.
Sous chacune des hypothèses (Hi)i=1,2,3, dire si les assertions suivantes sont vraies ou fausses :
1) Aest une matrice carrée d’ordre 3
2) Aest diagonalisable
3) 1 et 2 sont valeurs propres de A
4) Les seules valeurs propres possibles de Asont 1 et 2.
5) dimE1=2 et dimE2=1
6) Aest inversible.
Exercice 2
Soit Eun K-espace vectoriel de dimension finie, et soit fun endomorphisme de E.
1) a) On suppose que fGL(E). Montrer qu’il existe P(X)K[X]tel que f1=P(f).
1) b) On suppose que Q(X)K[X]est tel que Q(f)est inversible. Montrer qu’il existe R(X)K[X]
tel que Q(f)1=R(f).
2) On suppose K=C. On note µf(X)le polynôme minimal de f, et soit Q(X)K[X]. Montrer
que Q(f)est inversible si et seulement si µf(X)et Q(X)sont premiers entre eux (On pourra utiliser le
théorème de Bezout).
Exercice 3
Soit A,BMn(R)et PR[X],P(0)6=0 et AB =P(A). Montrer que AGLn(R)et que AB =BA (On
pourra écrire P=P(0) + XQ(X)).
Exercice 4
Soit Φ:=MMn(R)Mt. Calculer les valeurs propres et les sous espaces propres de Φ.Φest elle
diagonalisable ? Quel est le polynôme minimal de Φ?
Exercice 5
Soit Eun espace vectoriel de dimension finie et uL(E). Soit Φ:=vL(E)uv. Montrer que
uet Φont le même polynôme minimal.
Exercice 6
Soit Ala matrice de M3(R)suivante :
A=
1 0 1
121
11 1
1. Démontrer que les valeurs propres de Asont 1 et 2.
2. Déterminer les sous-espaces propres de A. La matrice Aest-elle diagonalisable ?
3. Déterminer une base de R3dans laquelle la matrice de l’endomorphisme associé à Aest
B=
200
011
001
4. Quel est le polynôme minimal de A?
Exercice 7
Soit uL(E)vérifiant u3=Id. Montrer que E=Ker(uId)Ker(u2+u+Id).
Exercice 8
Soit uun endomorphisme d’un K-espace vectoriel et PK[X]un polynôme annulateur de u. On
suppose qu’on peut écrire P=QR, avec Qet Rpremiers entre eux.
Montrer que Im(Q(u)) = Ker(R(u)).
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