Ok, donc c'est faux. Par exemple, la matrice
vérifie bien (A-2I)(A-3I)² = 0, mais 3 apparaît 3 fois sur la diagonale.
L'égalité donnée te permet juste de trouver le spectre de ton endomorphisme, mais pas les multiplicités (enfin, pas celles auxquelles tu penses, qui sont ce qu'on appelle les multiplicités algébriques). Pour l'instant tu as prouvé que
si f a des valeurs propres, alors elles appartiennent à {2,3}. Pourquoi affirmes-tu que, réciproquement, 2 et 3 sont bien des valeurs propres de f ?
Une fois que tu auras fini ça, tu peux raisonner par l'absurde, comme pour la 5.