polynôme minimal

Bonjour, je n'arrive pas à démontrer cette équivalence. Pourriez-vous m'aider , je suis bloquée. Merci d'avance.

Soit V un K-espace vectoriel de dimension n et soit x appartenant à END(V).
Montrer que x est cyclique si et seulement si le polynôme caractéristique de x=polynôme minimal de x

Réponses

  • Utilise la decomposition de Frobenius de x (ie les facteurs invariants pour le K[X]-ev vectoriel E.
  • bonjour,
    c'est très clairement démontré dans le livre de pbs d'Eric Sorosina :
    Encore des maths, ediscience pb 10 partie 2
    Dans un sens, f cyclique implique poly minimal=(-1)^n (poly caract) ,tu utilises la matrice compagnon assossiée à f dans la base :
    {x0,f(x0),.......,f^(n-1)(x0)}
    Dans l'autre sens , c'est plus délicat et plus long
    Remarque: dans ce pb,on montre aussi que
    1) si f admet n vp distinctes, f est cyclique
    2) la réciproque n'est vraie que si de plus f est diagonalisable
    bon courage ou bon achat
    bs
  • Bonjour

    1. Si x est cyclique il existe e tel que (e,x(e),...x^(n-1)(e)) constitue une base de V : le polynôme minimal de x est donc au moins de degré n, donc de degré n et par suite il est égal au polynôme caractéristique.
    (rappel: le minimal est diviseur du caractéristique because Cayley Hamilton...)

    2. Si réciproquement le polynôme minimal est égal au polynôme caractéristique alors comme on sait qu'il existe un vecteur e tel que le polynôme minimal en soit le polynôme annulateur, les vecteurs
    e,x(e),...,x^(n-1)(e) constituent une base de E et donc x est cyclique

    Oump.
  • Le sens direct est facile.Si x est cyclique, il existe e tel que (e, ..,x^(n-1)e) forme une base de V, la famille (Id,x,..,x^(n-1)) est libre donc le polynôme minimal est au moins de degré n; et on conclut par Cayley-Hamilton.

    Pour le sens réciproque, il suffit de remarquer qu'il existe e tel que le polynôme minimal de x en e (ie le générateur de l'idéal {P(x)(e) ; P polynôme} ) est égal au polynôme minimal de x.
    Voici une preuve dans le cas où K est infini (pour le cas fini, ça doit être fait dans Gourdon ou Mneimné-Testard).
    On raisonne par l'absurde ; on peut alors décrire V comme réunion de certains des Ker(P(x)) avec P des polynômes de K[X] divisant strictement Px (polynôme minimal de x). On a alors écrit V comme réunion de sous-espaces stricts, d'où la contradiction voulue.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.