Non je n'ai pas mieux pour la première, je l'avais eu en khôlle cette année j'avais fait comme ça.
Pour la démonstration compliquée, elle a l'air intéressante.
Voici une solution :
On suppose que
avec
alors, le vecteur
est solution de l'équadiff
,
avec :
,
et
Soit
une base des solutions de l'équation homogène.
On a
. Chaque
peut être pris de la forme
où
est un certain polynôme.
On pose alors
et
on a
.
forme une base de solution de l'équation
Ainsi, :
Donc V est solution sur R du problème
.
Or,
et donc
est solution du même problème de Cauchy.
Le théorème d'unicité dit alors que :
et donc pour tout t réel, V(t) est inversible.
On cherche la solution de l'équation
sous la forme
où
prend ses valeurs dans
.
La méthode de la variation de la constante donne les solutions sous la forme :
.
De plus,
.
par conséquent :
:
.
Par ailleurs, on a
où
avec
un certain polynôme.
Or,
,
. On en déduit
.
Ainsi :
Revenons à
et
En développant
suivant la première ligne, on obtient à l'aide d'une récurrence :
.
On en déduit
.
La matrice de A traduit dans la base canonique de
un endomorphisme
. De même B(t) traduit un vecteur
.
Il existe une base
de
dans laquelle
admet une matrice
triangulaire supérieure se décomposant en produits de blocs diagonaux de la forme
.
les
forment la liste des valeurs propres de A;
est la matrice identité d'ordre
;
est une matrice nilpotente vérifiant
.
En outre
est l'exposant de
dans
.
Pour montrer que
, on peut se ramener au cas où
avec
et N une matrice nilpotente d'ordre n.
Ainsi :
Soit
continue telle que
.
De ce qui précède, on a :
On introduit une norme || || sur
:
On a :
.
De plus
et
On vérifie alors facilement que :
De cela on en déduit que
et par conséquent, pour tout k dans {0,...,n-1} :