Nilpotence

(Cliquez-ici pour accéder à la version originale de cette discussion avec couleurs et images)







Posted by: Pythix

Bonjour,
on considère des matrices dans Mn(R) :
Comment montrer que si A et B sont deux matrices nilpotentes qui commutent, pour tout réel x on a :
A+xB nilpotente ? et que si p et q sont deux entiers tels que p+q>n alors A^{p}B^{q}=0 ?

merci d'avance

je me doute qu'il faut utiliser le binôme mais je vois pas trop...



Posted by: Rain'

(A+xB) ^(2n-1) ça donne quoi ?



Posted by: Pythix

euh :
\sum \limits_{k=0}^{2n-1} A^{k}(xB)^{2n-1-k}



Posted by: Rain'

oui (avec les coefficients binomiaux quand même) et en séparant la somme en deux, d'une part k variant de 0 à n-1, d'autre part k variant de n à 2n-1. Y a pas des choses qui s'annullent?



Posted by: Pythix

je ne savais pas comment faire les coefficients...



Posted by: Pythix

pour montrer qu'une matrice strictement triangulaire est nilpotente :

peut on faire une récurrence sur n, le nombre de lignes et de colonnes ?

je ne sais pas si ma récurrence tient la route:
je suppose qu'il existe p tel que pour une matrice A de Mn(R) A^p=0
pour l'hérédité je prends une matrice B de M_{n+1}(R), je l'élève au carré et je dis que l'on se ramène à l'hypotèse de récurrence...



Posted by: Rain'

tu t'y ramènes comment à l'hypothèse de récurrence ?



Posted by: yos

Je fais remonter car je vois que personne n'a évoqué la deuxième question qui est intéressante.
A+xB nilpotente donc (A+xB)^n=0, donc \sum_{k=0}^n(_k^n)A^{n-k}B^kx^k=0. Voilà donc un polynôme en x à coefs dans M_n(K), identiquement nul.



Posted by: yos

Il y a le résultat classique suivant :

"Si A_1,...,A_n sont nilpotentes et commutent deux à deux alors leur produit est nul."

Je sais le prouver, mais je me demandais si on pouvait le déduire du résultat précédent.



Posted by: Rain'

Hum je vois pas comment on pourrait s'y ramener. Enfin c'"est peut être possible.



Posted by: Jonathan_

Bonjour... Est ce que quelqu'un a une idée pour montrer une réciproque (partielle) de la première question?? je m'explique... il faut montrer que en prenant A et B dans Mn(C) tel que M=A+xB avec M nilpotente pour (n+1) valeurs de x alors on a A et B nilpotentes... j'ai essaye de développer avec le binôme, pour essayer de me ramener a un polynome en B ou en A pour peut être raisonner sur les racines du polynômes mais c'était une mauvaise idée, et à part sa je vois pas trop...



Posted by: fahr451

notons x0,...,xn n+1 ces valeurs
pour i = 0,...,n
on a [A+Bx(i) ]^n = 0

en développant on obtient

sigma k = 0,...,n c(k) x(i)^k = 0

avec c(k) = (k parmi n ) A^(n-k) B^k


est un système n+1, n+1 d'inconnues les c(k) de matrice de van der monde des x(i) , de cramer donc l'unique solution est
pour tout k
c(k) = 0
en particulier c(0) = A^n = 0

et c(n) = B^n = 0



Posted by: Jonathan_

Ok, merci beaucoup, j'avais pas pensé a poser c(k)...











-