Matrice à valeur propre unique

Bonjour.
Voici un exercice :
Montrer que les matrices complexes à une seule valeur propre sont toutes de la forme N+ a In où N est une matrice nilpotente et a la valeur propre

Réponses

  • L'exercice est immédiat. Qu'as-tu fait ?
  • Tu pourrais utiliser le théorème de Cayley-Hamilton par exemple.
  • Bonjour.
    Mr Killersmile38 ,j'ai procedé ainsi :
    Soit A une matrice complex qui possede une seule valeur propre .
    1 er cas: A est nilpotente
    0 = a est la valeur propre de A
    donc A = N
    2 e cas : A n'est pas nilptente .
    Par l'absurde
    On suppose que
    A!= N+a In
    Or le polynome caracteristique de A est PA(x) = (x-a)^n
    PA(x) ! =det (xIn - N - aIn) .
    Je n'arrive pas à trouver d'absurdité.
  • Mr Mrj ,
    SI on a une matrice matrice A le theoreme de Cayley Hamilton c'est PA(A) = 0 ;
    Comment dois-je l'utliser pour obtenir le resultat cherché?
  • Bonjour,

    Tu connais « les » valeurs propres de \(A\), donc tu connais son polynôme caractéristique.
  • Une preuve par l'absurde me semble sans espoir. Mais surtout, quand tu écris :
    Tibad582 a écrit:
    On suppose que $A\ne N+a I_n$.
    cela n'a pas de sens parce que personne ne sait qui sont $a$ ni $N$. Il manque vraiment une quantification sur $a$ et $N$. La négation de l'hypothèse, c'est : pour tout $a$ complexe et pour toute matrice nilpotente $N$, $A\ne aI_n+N$. Et on ne voit pas du tout comment exploiter cette hypothèse. Abandonnons la démarche.

    Voici une version un peu plus explicite des indications de killersmile38 et GB. Soit $A$ une matrice qui possède une seule valeur propre. On la nomme $a$. Alors, le polynôme caractéristique de $A$ est... (pourquoi ? par exemple parce que $A$ est trigonalisable puisque $\C$ est algébriquement clos, et que les coefficients diagonaux d'une matrice triangulaire semblable à $A$ ne peuvent être...). Posons $N=A-aI_n$. D'après le théorème de Cayley-Hamilton, on a... et donc $N$...
  • Je vous remercie
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