qui se factorise en
et les deux facteurs sont premiers entre eux. Le th des noyaux dit que
est somme directe des noyaux de M et
(j'identifie la matrice M et l'endomorphisme m de
qu'elle représente dans la base canonique). Le déterminant de M est un réel solution de
, donc il vaut 0. Ainsi le noyau de M est de dimension au moins 1. Il ne peut pas être de dimension 3 (sinon la matrice serait nulle) ni de dimension 2 (sinon ... je vais y réfléchir).
est de dimension 2. On construit une base de
dans laquelle M a pour matrice
non nul du noyau de M (le premier élément de la base), et un vecteur non nul
de
et on pose
. On vérifie facilement que
est libre (donc une base) et que la matrice de M dans cette base est celle voulue.
est stable par M et donc s'il était de dimension 1, ça ferait un espace propre de dimension 1, ce qui est impossible car 0 est la seule valeur propre de M (dans R) et les vecteurs propres associés à 0 sont dans
et donc pas dans
.
ce qui permet d'obtenir pour base de
une base contituée de vecteurs propres de M dans Ker(M) juxtaposée à une base de vecteurs propres de M dans Ker(M²+1).
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