diagonalisation

Bonjour à tous,

je vois l'exercice suivant: trouver toutes les matrices $3-3$ réelles telles que $M^2=9,0,0],[0,4,0],[-1,0,1$.

Facilement, $M$ est diagonalisable, comment poursuivre?

Merci pour un coup de pouce!...

Réponses

  • Bonjour à tous,

    Je vois l'exercice suivant :
    Trouver toutes les matrices $ 3\times 3$ réelles telles que $ M^2= \begin{pmatrix}
    9&0&0 \\ 0&4&0 \\ -1&0&1 \end{pmatrix} $
    Facilement, $ M$ est diagonalisable, comment poursuivre ?

    Merci pour un coup de pouce !...
  • bonjour

    les valeurs propres associées à M sont r1; r2 et r3; les valeurs propres associées à M² sont r1², r2² et r3²

    à partir de la matrice M² on calcule les valeurs propres et on trouve
    r1²=9; r2²=4 et r3²=1 et donc

    r1=+ou-3
    r2=+ou-2
    r3=+ou-1

    tu tombes sur un système matriciel (avec A, B et C matrices 3X3):

    I=A+B+C
    M=A.r1+B.r2+C.r3
    M²=A.r1²+B.r2²+C.r3²

    M² est connue; il faut tester à présent les valeurs trouvées r1, r2 et r3 et essayer d'en déduire A, B et C, d'où la matrice M

    cordialement
  • Merci beaucoup...
  • plu simple, on remarque que $M^2$ est diagonalisable. Soit P telle que $PM^2P^{-1}$ soit diagonale. On remarque alors que $PMP^{-1}$ commute avec $PM^2P^{-1}$, donc stabilise ses espaces propres, donc est diagonale et on en déduit $M$
    Le boulot consiste maitenant juste a trouver $P$, ie à trouver des vecteurs propres de $M^2$... et vu la forme de la matrice, c'ets pas très dur ;)
  • Démontrer que M est un polynôme en M^2, entraîne que M est triagonale. A partir de là c'est facile.
    Maintennat pourquoi, M est un polynôme en M^2, c'est qu'ils sont simultanément diagonalisables, car à valeurs propres distinctes et commutant.

    J'espère ne pas m'être trompé.
  • Attention, une matrice qui commute avec une matrice diagonalisable ou diagonale n'est pas forcément diagonalisable (penser à l'identité qui commute avec tout le monde). Ici ça marche car $M^2$ a 3 valeurs propres simples...
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.