Solution
Ici est explicite et il ne paraît pas y avoir de valeur propre triviale donc on va directement partir dans la résolution de et construire une base de vecteurs propres.
En observant les colonnes et en les égalisant, on trouve un système de équations, ces dernières étant pour tout . L’idée principale alors est d’essayer de tout régulariser. Les sommes sont bien gênantes alors l’idée est d’ajouter à chacune de ces équations pour en déduire une quantité qui se conserve. On trouve alors donc est constant par rapport à . On entame ainsi une disjonction de cas.
Si , alors toutes les équations se résument à . Ce qui nous fournit une équations sur les colonnes mais \textbf{ équations sur les coefficients} (on raisonne en matrices ici) ! Ainsi l’espace propre est de dimension (degré de liberté = dimension - nombres d’équations) et est engendré par les matrices de la forme pour et (on vérifie bien qu’il y en a ).
Si , alors et l’idée est de sommer toutes les équations pour retrouver de chaque côté. On trouve alors et car le vecteur est non-nul. Dans ce cas on a alors que toutes les colonnes sont les mêmes (et valent ). Il faut et suffit alors de fixer pour avoir le résultat, ce qui nous donne équations sur les coefficients et ainsi est de dimension (le nombre de degrés de libertés des coefs) et il est engendré par les , pour (on prend la base canonique pour caractériser le vecteur ).
Finalement on a trouvé deux espaces propres dont la somme des dimensions fait donc ce sont les seuls et est diagonalisable !

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