Subjects algebra

Matrice Nilpotente 752865

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1. Énoncé du problème : On considère la matrice \( A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \) et on sait que \( A \) est nilpotente d'indice \( p \). Il faut déterminer la valeur correcte de \( p \) et la valeur de \( a \) si applicable. 2. Rappel : Une matrice \( A \) est nilpotente d'indice \( p \) si \( A^p = 0 \) et \( A^{p-1} \neq 0 \). 3. Calcul des puissances de \( A \) : $$ A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} $$ $$ A^2 = A \times A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} $$ $$ A^3 = A^2 \times A = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} = 0 $$ 4. Vérification : \( A^3 = 0 \) mais \( A^2 \neq 0 \), donc l'indice de nilpotence \( p = 3 \). 5. Conclusion : Parmi les propositions données, celle qui correspond est \( p = 3 \) et \( a \) quelconque (car \( a \) n'intervient pas dans cette matrice). Or, dans les choix proposés, la bonne réponse est "p = 4 et a quelconque" ou "p = 2 et a quelconque" ou "a = -1 et p = 2" ou "a = 1 et p = 4". Aucune ne correspond exactement à \( p=3 \). 6. Cependant, la matrice donnée est une matrice de Jordan nilpotente classique d'ordre 3, donc l'indice de nilpotence est 3. Réponse finale : L'indice de nilpotence \( p = 3 \) (non listé dans les choix). Si on doit choisir parmi les options données, aucune n'est correcte.