Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Mes premières matrices nilpotentes

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Solution by darktoaster · FR

Premieˋre matrice\textbf{Première matrice}
Par calcul matriciel :(0100)2=(0000)=02\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0&0 \end{pmatrix} ^2 = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0&0 \end{pmatrix} = \textbf{0}_{2}
Par ailleurs (0100)1=(0100)02\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0&0 \end{pmatrix}^{1} = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0&0 \end{pmatrix} \ne \textbf{0}_{2}
Donc p=2p= 2 est le plus petit entier naturel tel que (0100)p=02\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0&0 \end{pmatrix}^{p} = \textbf{0}_{2} . L’indice de nilpotence de (0100)\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0&0 \end{pmatrix} est 22.
\newline
Deuxieˋme matrice\textbf{Deuxième matrice}
(010001000)2=(001000000)03\begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} ^2 = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0&0 & 0 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} \ne \textbf{0}_{3}

(010001000)3=(010001000)2(010001000)=(001000000)(010001000)=03\begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} ^3 = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix}^{2} \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0&0 & 0 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} = \textbf{0}_{3}

L’indice de nilpotence de (010001000)\begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0&0 & 1 \\ 0 & 0 &0 \end{pmatrix} est 33.

Troisieˋme matrice\textbf{Troisième matrice}

(1111)2=(0000)=02\begin{pmatrix} -1 & 1 \\ -1&1 \end{pmatrix} ^2 = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0&0 \end{pmatrix} = \textbf{0}_{2}
Par ailleurs (1111)1=(1111)02\begin{pmatrix} -1 & 1 \\ -1&1 \end{pmatrix} ^1 = \begin{pmatrix} -1 & 1 \\ -1&1 \end{pmatrix} \ne \textbf{0}_{2}
Donc l’indice de nilpotence de (1111)\begin{pmatrix} -1 & 1 \\ -1&1 \end{pmatrix} est 22.

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