Preuve en vidéo : https://youtu.be/W6WnB5DaSn4
Cas 1: Si A est inversible.
Dans ce cas, grâce à la formule ACom(A)T=det(A) on a Com(A)T=det(A)A−1 donc
Sp(Com(A)T)=Sp(Com(A))={λdet(A)∣λ∈Sp(A)}.Cas 2: Si rg(A)≤n−2.
Alors les mineurs non nuls de A sont de taille ≤n−2. En particulier, ses mineurs de taille n−1, donc les coefficients de Com(A) sont nuls. Donc Sp(Com(A))={0}.
Cas 3: Si rg(A)=n−1.
Dans ce cas A possède un mineur non nul de taille n−1. Donc Com(A) possède un coefficient non nul et par conséquent rg(Com(A))≥1. Par ailleurs, ACom(A)T=det(A)In=0 donc im(Com(A)T)⊆ker(A) mais, par le théorème du rang, dim(ker(A))=1. Puisque rg(Com(A))=rg(Com(A)T) on a rg(Com(A))=1. Encore grâce au théorème du rang on obtient dim(ker(Com(A))=n−1 ce qui signifie que 0 est valeur propre de Com(A) de multiplicité au moins n−1. On note λ la "dernière" valeur propre (comptée avec multiplicité ; λ peut être nulle). Puisque la trace d’une matrice complexe est la somme de ses valeurs propres comptées avec multiplicité, on a
Tr(Com(A))=μ∈Sp(Com(A)∑mμμ=λ.Par ailleurs, ∀A∈Mn(C),∀P∈GLn(C),Com(P−1AP)T=P−1Com(A)TP. En effet, pour A∈GLn(C), on a Com(P−1AP)T=det(A)(P−1AP)−1=P−1(det(A)A−1)P=P−1Com(A)TP. Puis, par densité de GLn(C) et par continuité de A↦P−1Com(A)TP et de
A↦Com(P−1AP)T, les deux applications coïncident sur une partie dense de Mn(C) donc sur Mn(C). Pour A de rang n−1 et P∈GLn(C) telle que P−1AP triangulaire avec λ1,…,λn sur la diagonale, on a Com(P−1AP)T triangulaire supérieure avec sur sa diagonale j=1j=i∏nλj et sa trace est la même que celle de Com(A) par ce qui précède. Ainsi on a
λ=i=1∑nj=1j=i∏nλjPuisque A est de rang n−1 elle possède au moins une valeur propre nulle donc tous les produits sont nuls sauf peut-être un. Plus précisément :
- Si 0 est valeur propre de A de multiplicité 1 alors Sp(Com(A))={0,∏μ∈Sp(A)∖{0}μmμ}.
- Si 0 est valeur propre de A de multiplicité ≥2 alors Sp(Com(A))={0}. Autrement dit, Com(A) est nilpotente.
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