Bonjour,
en vue d'une démonstration du théorème de Cayley Hamilton je suis amené à montrer que l'ensemble des matrices nilpotentes de Mn(C) est un fermé.
Pour cela j'aimerais dire que c'est l'image réciproque du singleton nul par l'application continue qui à une matrice A associe A^n. Or cela présuppose que l'ordre de nilpotence d'une matrice de Mn(K)est inférieur à n. Le problème est que je ne sais justement montrer cette propriété qu'en utilisant le théorème de Cayley Hamilton!
Hein ? Ce que je voudrais savoir c'est comment on montrer que l'ordre de nilpotence d'une matrice carrée n*n nilpotente est plus petit que n. Par exemple pour une matrice A 3*3 on peut pas avoir A^5=0 et A^4 différent de 0.
Pas besoin de Cayley-Hamilton. Les noyaux emboîtés suffisent : si , alors
pour tout
. Donc la suite des dimensions des noyaux des
, qui est croissante, stationne à partir du moment où elle pause (= a deux valeurs successives égales).
D'accord Camelia, donc si on suppose que l'ordre de nilpotence peut être supérieur ou égal à n cela implique qu'on a une famille libre d'au moins n+1 éléments ce qui n'est pas possible vu qu'on est dans un ev de dimension n. Par contre je galère un peu a montrer que c'est une famille libre. je pars sur une combinaiso ;oinéaire mais ca aboutit pas vraiment..
Je pense avoir réussi.Pour A^n=0 et A^n-1 différent de 0. Je prend cette combinaison linéaire : a0In+a1A+.....+an-1A^n-1=0. Je multiplie le tout par A*n-1 j'en déduis a0=0 car A^n-1 non nulle puis je multiplie par A^n-2 la combinaison linéaire a1A+.....an-1*A^n-1 et ainsi de suite je trouve que tous les coefficients doivent être nul.
Ah et à titre indicatif cette propriété que l'ensemble des matrices nilpotente est un fermé était en fait une question subsidiaire inutile à la démonstration :/
Petite remarque : l'espace des matrices est de dimension
, et pas
. Il faut modifier un peu l'argument (ou alors employer celui que je suggère).
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