TD — Réduction des matrices carrées
Chapitre 07
ECT2 (2e année) — TD du Chapitre 07. Valeurs propres, vecteurs propres, matrices diagonalisables, polynômes annulateurs, application aux puissances de matrices.
Exercice 1
Soit A = \begin{pmatrix} 3 & 1 \\ 1 & 2 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Si oui, trouver P et D telles que A = PDP^{-1}.
Exercice 2
Soit A = \begin{pmatrix} 4 & 1 \\ 0 & 4 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Trigonalisable ?
Exercice 3
Soit A = \begin{pmatrix} 2 & 0 & 0 \\ 1 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 3 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
Exercice 4
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Trigonalisable ?
- Déterminer le polynôme minimal de A.
Exercice 5
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Si oui, diagonaliser A.
- En déduire A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 6
Soit A = \begin{pmatrix} 2 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
Exercice 7
Soit A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
- Calculer A^2 et A^3.
Exercice 8
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Si oui, diagonaliser A.
- En déduire A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 9
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
- Calculer A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 10
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
Exercice 11
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
- Déterminer le polynôme minimal de A.
- Calculer A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 12
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
- Déterminer le polynôme minimal de A.
Exercice 13
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & 1 \\ 1 & 1 & 3 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
Exercice 14
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Si oui, diagonaliser A.
- En déduire A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 15
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ?
- Déterminer le polynôme minimal de A.
- Calculer A^n pour tout n \in \mathbb{N}.
Exercice 16
Soit A = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{pmatrix}.
- Calculer le polynôme caractéristique \chi_A(\lambda).
- Déterminer les valeurs propres et les sous-espaces propres.
- A est-elle diagonalisable ? Si oui, diagonaliser A.