📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Soit $E$ un espace vectoriel de dimension $n$ et $f \in \mathcal{L}(E)$.
- Valeurs propres : $\lambda$ est valeur propre si $\exists x \neq 0$ tel que $f(x) = \lambda x$.
- Polynôme caractéristique : $P_f(\lambda) = \det(A - \lambda I_n)$. Les racines de $P_f$ sont les valeurs propres.
- Sous-espace propre : $E_\lambda = \ker(f - \lambda Id)$.
- Diagonalisation : $f$ est diagonalisable si et seulement si la somme des dimensions des sous-espaces propres est égale à $n$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer $P_A(\lambda) = \det(A - \lambda I)$.
- Résoudre le système $(A - \lambda I)X = 0$ pour trouver les vecteurs propres.
- Vérifier si la somme des multiplicités géométriques égale $n$.
- Calculer les puissances d'une matrice : $A^k = P D^k P^{-1}$.
Exemples corrigés
Soit $A = \begin{pmatrix} 1 & 1 \ 0 & 2 \end{pmatrix}$. $P_A(\lambda) = \det \begin{pmatrix} 1-\lambda & 1 \ 0 & 2-\lambda \end{pmatrix} = (1-\lambda)(2-\lambda)$. Valeurs propres : $\lambda_1 = 1, \lambda_2 = 2$. Comme les valeurs propres sont distinctes, $A$ est diagonalisable.
Erreurs fréquentes
- Oublier que $x$ doit être non nul pour un vecteur propre.
- Confondre multiplicité algébrique et géométrique.
- Oublier de vérifier si $P$ est inversible lors de la diagonalisation.