Exos sympas MPSI

Allez je relance. Soit A \in M_n(\mathbb{K}) de rang 1, avec \mathbb{K} un corps quelconque.
Montrez que A^2=A \Longleftrightarrow Tr(A)=1.

Plus généralement, montrer que pour A \in M_n(\mathbb{C}) de rang 1, on a A^2 = Tr(A)A.
C’est encore vrai si on se place dans un corps algébriquement clos.

Asymetric a écrit:

Plus généralement, montrer que pour A \in M_n(\mathbb{C}) de rang 1, on a A^2 = Tr(A)A.
Je ne suis pas sûr que ce soit plus général puisque là tu prends K=C. :grin:

EDIT: l’exercice de vincentroumezy me semble facile en utilisant un théorème de réduction, mais je ne vois pas trop comment faire en restant dans le programme de sup.

compol a écrit:

[quote=« Asymetric »]
Plus généralement, montrer que pour A \in M_n(\mathbb{C}) de rang 1, on a A^2 = Tr(A)A.
Je ne suis pas sûr que ce soit plus général puisque là tu prends K=C. :grin:
[/quote]
Bah suffit de remplacer mon \mathbb{C} par \mathbb{K}, sans le définir comme le fait très bien vincentroumezy :unamused:

Si tu veux rester dans le programme de sup, tu peux considérer une base appropriée dans laquelle tout marche :smiley:

en fait, j’ai supprimé une question intermédiaire que je vous mets en spoiler (et qui facilite beaucoup (trop) le truc):

Montrer que rang(A)=1 \Longrightarrow \exists (C,L) \in M_{n,1} (\mathbb{K}) \times M_{1,n} (\mathbb{K}) tels que A=CL

Quand tu mets :unamused: , c’est que tu veux que je définisse K ?

vincentroumezy a écrit:

Quand tu mets :unamused: , c’est que tu veux que je définisse K ?
Oui.

L’indication de vincentroumezy fait quand même astuce.
Quand je parlais de base appropriée, je voulais dire qu’on considère un endomorphisme de \mathbb{C}^n associé à la matrice A dans une base et que l’on considère une base B_1 de ker f et a un vecteur tel que Vect(a) = Im f. Et donc (B_1,a) est une base de \mathbb{C}^n. (Dire pourquoi d’ailleurs). On vérifie alors que f^2 = \lambda f pour un certain \lambda à trouver.

Asymetric a écrit:

Plus généralement, montrer que pour A \in M_n(\mathbb{C}) de rang 1, on a A^2 = Tr(A)A.
C’est encore vrai si on se place dans un corps algébriquement clos.
C’est aussi vrai si le corps n’est pas algébriquement clos.

Nuhlanaurtograff a écrit:

[quote=« Asymetric »]
Plus généralement, montrer que pour A \in M_n(\mathbb{C}) de rang 1, on a A^2 = Tr(A)A.
C’est encore vrai si on se place dans un corps algébriquement clos.
C’est aussi vrai si le corps n’est pas algébriquement clos.
[/quote]
C’est vrai, comme le montre la preuve dans mon spoiler…

C’est fait

Un très facile pour se distraire:
Montrer que si lim_{x \longrightarrow +\infty} f'(x)+f(x)=0 alors$lim_{x \longrightarrow +\infty} f(x)=0$ avec f de R dans R C1sur R..

vincentroumezy a écrit:

Un très facile pour se distraire:
Montrer que si lim_{x \longrightarrow +\infty} f'(x)+f(x)=0 alors$lim_{x \longrightarrow +\infty} f(x)=0$ avec f de R dans R C1sur R..

[spoiler]Soit \epsilon > 0.

\exists A > 0, \forall x \ge A, |f'(x) + f(x)| \le \epsilon.

\displaystyle \forall x \in \mathbb{R}^+, f(x)e^x = f(0) + \int_{0}^{x}(f'(t) + f(t))e^t dt

Donc \displaystyle \forall x \ge 0, |f(x)| \le |f(0)|e^{-x} \displaystyle + e^{-x}\int_{0}^{A}(f'(t) + f(t))e^t dt + \epsilon(1 - e^{-x}) \displaystyle \le petit + petit + \epsilon[/spoiler]

Ca marche !
Ya une autre façon de le traiter, peut-être plus élémentaire, qui utilise les équa diff.

vincentroumezy a écrit:

Ca marche !
Ya une autre façon de le traiter, peut-être plus élémentaire, qui utilise les équa diff.
Hmm ça ? :

On considère l’équation différentielle y' + y = f' + f donc les solutions sont de la forme x \rightarrow Ke^{-x} + e^{-x}\int_{0}^{x}(f'(t) + f(t))e^t dtK \in \mathbb{R}.
Et on refait la même chose que dans mon message précédent puisque ici f est bien solution de cette équation différentielle et on montre que toutes les solutions sont de limites nulle ?

Exactement (si ça me semble plus élémentaire, c’est peut-être parcque j’ai juste décrit la preuve à l’oral en colle au lieu de la rédiger :blush: )

Bon aller un nouveau (classique, donc réservé à ceux qui ne le connaitraîent pas):
Soit N un nombre se terminant par 1,3,7, ou 9, montrer qu’il existe \lambda \in \mathbb{N} tel que \lambda N=11...11111, avec un nombre quelconques de 1.

Dans le même genre mais plus difficile :

Montrer qu’il existe une infinité de puissance de 2 qui commence par le chiffre 7.

J’ai pas vraiment d’idées, peut-être par l’absurde ??

Peut-être devrais-tu essayer de montrer qu’il en existe déjà une.

J’ai trouvé 2^{46} (merci Maple).

En reformulant, on doit montrer qu’il existe une infinité de n tels qu’il existe m entier vérifiant 7*10^m < 2^n < 8*10^m. En passant au log, on obtient : ln7 < nln2 - mln10 < ln8, et on peut trouver une infinité de couples n et m pour lesquels ça marche car ln2/ln10 n’est pas rationnel.