Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Matrice de rang pair

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Le polynôme P=X3X2+X=X(X2X+1)P=X^{3}-X^{2}+X=X(X^{2}-X+1) annule AA. Ses racines complexes sont
0,j=eiπ/3=1+i32,j=eiπ/3,0,\qquad j'=e^{i\pi/3}=\frac{1+i\sqrt3}{2},\qquad \overline{j'}=e^{-i\pi/3},deux à deux distinctes : PP est scindé à racines simples sur C\mathbb{C}, donc AA est diagonalisable sur C\mathbb{C}.
Notons m0,m+,mm_0,m_+,m_- les multiplicités respectives de 00, jj' et j\overline{j'}. La matrice AA étant réelle, χAR[X]\chi_A\in\mathbb{R}[X] et ses racines non réelles sont conjuguées avec la même multiplicité : m+=mm_+=m_-.
Comme AA est diagonalisable, le rang est le nombre de valeurs propres non nulles comptées avec multiplicité :
rg(A)=m++m=2m+,\operatorname{rg}(A)=m_++m_-=2m_+ ,qui est pair. \blacksquare

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