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Niveau Maths sup
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matrice et polynome

Posté par
qlampain
10-03-08 à 19:02

Bonjour à tous, je me permets de vous solliciter car j'ai un problème auxquel je ne trouve aucune reponse.... Et je ne sais même pas si il est au programme de sup.

Soit n un entier de *, K un corps et P un polynome non constant de K[x]
On veut etudier l'ensemble Sp des solutions de l'equation P(M)=0 où l'inconnue M appartient à l'algèbre de smatrices carrées Mn(K)

on suppose ici que K=

1) Montrez que Sp est non vide.

Mon problème dans cet exercice est que je n'arrive pas à m'immaginer ce que peut être P(M) je n'ai encore jamais rencontré de matrices associées à une fonction polynomiale...

2) resoudre dans l'equation z5-z4+z3-z2+z-1=0.
cette question ne pose aucun problème (heureusement si non je serais vraiment mal barré...)

3) décrire l'ensemble des solutions dans Mn() de l'equation M5-M4+M3-M2+M-I=0

Là je vois qu'il faut utiliser la question precedente mais je vois pas du tout comment, le décrire me gêne...


J'aurais donc voulu savoir si c'était bien du niveau de sup car ça me semble bizarre mais bon si cela ne l'était pas si on pouvait me donner quelques pistes... Si il faut des connaissances que je n'ai pas je laisserai tomber.

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
Nightmare
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:07

Bonsoir

Ce n'est pas bien méchant.

P(M) c'est quoi? Tu prends un polynôme par exemple 3$\rm P=5X^{3}+X+2
Alors :
3$\rm P(M)=5.M^{3}+M+2.I

Bon maintenant on va dans le cas général :
On prend n'importe quel polynôme 3$\rm P=a_{n}X^{n}+...+a_{0}
On demande de montrer que l'équation P(M)=0 a toujours une solution
c'est à dire qu'il existe toujours une matrice M telle que 3$\rm a_{n}M^{n}+...+a_{0}.I=0

Tu n'as pas une idée?

Posté par
rogerd
matrice et polynome 10-03-08 à 19:09

Un exemple:
Si on prend pour P le polynôme utilisé dans la question 2) et pour M une matrice quelconque, alors P(M) est l'expression qui apparaît dans la question 3)

Posté par
qlampain
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:16

Merci pour vos reponses rapides
Vu comme cela s'éclaire , c'est toujours comme cela après une petite aide.

Je dirais que la matrice nulle est solution de Sp.
J'ai un peu de mal à me representer la matrice, de combien de colonnes est elle constituée?

Posté par
Nightmare
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:21

C'est une matrice carrée quelconque.

Pourquoi la matrice nulle serait-elle solution?

Posté par
Nightmare
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:22

Une idée : Regarde du côté des matrices nilpotentes.

Posté par
rogerd
matrice et polynome 10-03-08 à 19:24

Dans l'exemple fourni par Nightmare, prends pour M la matrice nulle. A-t-on P(M)=0?
Il faut donc trouver autre chose que la matrice nulle, et ce n'est pas complètement évident.

Posté par
qlampain
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:24

J'avais pas vu que pour le dernier terme c'était la matrice identité qui multipliait a0 et non une matrice quelconque...

Posté par
rogerd
matrice et polynome 10-03-08 à 19:29

M est une matrice carrée quelconque de taille n. Que vaut P(M) si M est de la forme rI (r un complexe quelconque et I la matrice identité?

Posté par
qlampain
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:32

Cela fera anrnI+...+a0rI

Posté par
qlampain
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:33

enorme faute c'est r exposant 0.....

Posté par
Nightmare
re : matrice et polynome 10-03-08 à 19:33

Oui comme ça c'est plus simple effectivement



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