GLn(R) dense dans Mn(R)

Bonjour je suis en train de faire cet exercice qui a pour but de montrer que GLn est dense dans Mn.
Je coince à la question 2b.
Je suppose que je dois montrer que $ \det(M_k) $ est non nul à partir d'un certain rang, mais je ne sais pas comment faire si vous avez des astuces ;)
Merci d'avance.

(1) Montrer que GLn(R) est un ouvert de Mn(R).
(2) On va montrer que GLn(R) est dense dans (Mn(R),||.||).
Soit $M \in \mathcal M_n(R).$
(a) Pour tout $ k \in N $, on pose $ M_k =M - (1/k)I_n $ Montrer que $ (||M - M_k||)_k $ converge vers 0 dans R.
(b) On rappelle que $ \det(M-XI_n)$ est un polynôme de degré n en X. En déduire que $M_k \in GL_n(R) $ à partir d'un certain rang.
(c) Conclure.

Réponses

  • Combien de racines a un polynôme de degré $n$ ?
  • $\det(M-X I_n)$ a $n$ racines au plus (un nombre fini) donc il existe un $t\in R$ tel que l'intervalle $]0,t[$ ne contienne aucune racine. c'est-à-dire $ \forall X \in ]0,t[,\ \det(M-XI_n)\ne0. $
    $X<t \Rightarrow k>1/t$. Donc il existe un rang $k=1/t$ tel que $\det(M_k) \ne 0$.

    Est-ce bien cela ?
  • Ça y ressemble, sauf que la phrase
    > Donc il existe un rang $k=1/t$ tel que $\det(M_k) \ne 0$.
    n'est pas ce qu'on attend.
  • il faudrait plutôt dire:

    il existe un rang $ K=1/t$ tel que $ k>K$ implique $ \det(M_k)\ne0$ (i.e. $M_k \in GL_n(\R)$)

    (c) Pour conclure on peut dire que pour toute matrice $ M\in \mathcal M_n(\R)$, il existe une suite $ (M_k)_k \in GL_n(\R)$ qui converge vers $M$. Donc $GL_n(\R)$ est dense dans $\mathcal M_n(\R)$.
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