Exercices sur les déterminants

Exercices sur les déterminants

1 Soit a un réel. Calculer le déterminant

5 1 1

2 2 4

3 3 3

a

a a







en fonction de a.

En déduire pour quelles valeurs de a la matrice

5 1 1

2 2 4

3 3 3

a

a a

  

  

 

  

 

est inversible.

2 Pour tout entier naturel p, on note ^D

 

^p l’ensemble des diviseurs positifs de p.

Pour tout couple

 

i j d’entiers naturels, on pose ^, _{i j,} 1 si ^iD

 

^{j et i j, 0 si iD}

 

^{j .}

On considère une application f de



^{1, 2, ...,n}

 

^n»*



^{dans R.}

On note ^A

 

^{ai j, , B}

 

^{bi j, et C}

 

^{ci j,} les matrices de ^Mn

 

^» définies par

 

    ,

i j

k i j

a f k







D ∩D

,

, ,

i j j i

b   et ^{ci j,  i j, f i}

 

^.

Démontrer que ABC ; en déduire det A . Applications :

Calculer le déterminant de la matrice ^M

 

^{mi j, de Mn}

^{ }

^» dans chacun des cas suivants : 1^er cas : m_{i j,}  nombre de diviseurs communs à i et j ;

2^e cas : m_{i j,}  somme des diviseurs communs à i et j ; 3^e cas : ^{mi j, PGCD ,}

 

^{i j .}

Pour le 3^e cas, on utilisera la fonction indicatrice d’Euler.

On rappelle qu’il s’agit de la fonction  : N^*→N^* définie par ^

 

^{n card}



^{k»/k n 1}



^.

On rappelle également que la fonction  vérifie la propriété

 

| d n

n



 d pour tout entier naturel n non nul.

3 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1.

1°) Soit ^AMn

 

^{» .}

Démontrer que, si pour tout ^XMn

 

^{» on a det}



^AX



^{detX, alors A0.}

Indication : On note r le rang de A ; utiliser le fait qu’il existe un couple



^{P Q,}



^



^GLn

 

^»



^{2 tel que}

APJ Qr où 0

0 0

r r

J I 

  

  (matrice écrite par blocs où les 0 désignent des matrices).

2°) Soit



^{A B,}



^



^Mn

 

^»



^2.

Démontrer que, si pour tout ^XMn

 

^{» on a det}



^AX



^det



^BX



^{, alors AB.}

4 Déterminant d’une matrice compagnon

Calculer le déterminant

0 1 2

2 1

0 0

1 0

0 1 0

1 0 0

0 0 1

n n

x a

x a

x a

x a a













(déterminant d’ordre n).

Indication : On pourra effectuer l’opération L₁L₁xL₂x²L₃ ... x^n1L_n. 5 Soit A une matrice de ^Mn

 

^»



ⁿ²



dont tous les coefficients valent 1 ou – 1.

Démontrer que le déterminant de A appartient à »et est divisible par 2^n1.

6 On suppose qu’il existe deux matrices A et B de ^GLn

 

^» (n étant un entier naturel non nul) telles que AB BA 0.

Démontrer que n est pair.

7 Soit



^x1;x2;...;xn



^et



^y1;y2;...;yn



deux familles de n réels.

On considère la matrice

1 1 1 2 1

2 1 2 2 2

1 2

1 A 1

1

n n

n n n n

x y x y x y

x y x y x y

x y x y x y

  

  

 

 

 

  

 

…

…

…

.

Démontrer que l’on a :

1

det A 1

n i i i

x y



 



^.

Indication :

On note ^B



^{e e1; 2;...;en}



la base canonique de »ⁿ et l’on pose ^u



^{x1;x2; ... ;xn}



^.

Écrire ^AdetB



^{e1y u e1 ; 2y u2 ;...;eny un}



et utiliser la multilinéarité du déterminant.

8 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2.

Pour tout entier k compris entre 1 et n au sens large, on pose

1 k k

i

S i







^.

Calculer :

1 1

2 2

1 2 n

S S

S S

D

S S S



.

9 Soit a, b, c, d, 'c , 'd , ''d des réels.

Calculer le déterminant d’ordre 4 suivant : ' ' ''

a b c d

a b c d

a b c d

a b c d



 

  

.

10 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1.

1°) Calculer le déterminant de l’endomorphisme ^T:»n

 

^{X »n}

 

^{X .}

^{PP X}



^1



2°) Calculer le déterminant de l’endomorphisme ^T:»n

 

^{X »n}

 

^X . ^P



^X1



^P'P

11 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 4.

Calculer le déterminant

 

   

2 2 2

2 2 2

2 2

2

1 2 2 3 1

1 2 1

n n

n n n



 

(déterminant d’ordre n).

On utilisera des opérations élémentaires de la forme C_kC_kC_k1. 12 1°) On considère l’application ^:»

 

^{X »}

 

^X . ^{PP X}



^{ 1}

  

^{P X}

Démontrer que  est un endomorphisme de ^»

 

^{X .}

Que vaut le degré de P ?

2°) Soit ^P»

 

^X et n un entier naturel supérieur ou égal à 2.

On pose

     

     

     

1 2 2 3 1

1 2 1

P P P n

P P P n

D

P n P n P n

 

 

.

Démontrer que si degPn– 2, alors D0.

Indication : utiliser des opérations élémentaires de la forme C_kC_kC_k1 et utiliser .

13 Soit E un espace vectoriel de dimension finie n»^* et f un endomorphisme de E tel que fⁿ0 et

1 0

fn^  .

1°) Soit x un vecteur de E tel que ₀ ^fn1

 

^{x0 0.}

Démontrer que ^B



^{x0,f x}

 

^{0 ,...,fn1}

 

^x0



est une base de E.

2°) Écrire la matrice de f dans B. 3°) Calculer ^det



^fid



^.

14 Soit p un projecteur de rang r.

Calculer ^{det id}



^p



^.

15 Soit A un ensemble et K un corps commutatif.

On note

F

l’ensemble des fonctions de A dans K muni de sa structure canonique d’espace vectoriel.

On cherche à démontrer que pour tout entier naturel n1, l’assertion P suivante est vraie : _n

« pour toute famille

 

fi i1;n

 libre de fonctions de

F

, il existe une famille

 

xi i1;n

 d’éléments de A telle que

 

_{ }, 1;²

det _{i j} 0

i j n

f x 

  

  . »

1°) Démontrer que la proposition P est vraie. ₁

2°) Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2. On suppose que P_n1 est vraie.

On pose

 

     

     

     

1 1 1 1 1

2 1 2 1 2

1 1

n n

n n n n

f x f x f x

f x f x f x

x

f x f x f x







 

.

Démontrer que  0 et en déduire que P est vraie. _n

Autre méthode : utilisation de la dualité (système unisolvent)

Soit f , . . ., ₁ f n fonctions linéairement indépendantes de A dans K. On pose E = Vect(_n f , . . ., ₁ f ). _n Pour tout xA, on note _x:E  K .

^{f f x}

 

1°) Démontrer que la famille

 

x xA engendre E^*.

2°) En déduire qu’il existe des éléments x , . . ., ₁ x de A tels que det M_n 0 où M est la matrice de terme général ^{mi j, f xi}

 

^{j .}

16 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2 et f une application de

1 ; n dans

R. Pour tout entier k compris entre 1 et n au sens large, on pose

 

1 k k

i

S f i







^.

Calculer :

1 1

2 2

1 2 n

S S

S S

D

S S S



.

17 1°) Soit P un polynôme de ^»

 

^X de degré n.

Démontrer que la famille



^{P P, ', ,P n}



est une base ^»n

 

^{X .}

2°) Soit



^a0;a1;...;an



une famille de nombres complexes deux à deux distincts.

Pour tout entier naturel i



0 ; 1 ; ...;n



, on pose ^{P Xi}

  

^{P Xai}



^.

Démontrer que la famille



^P0;P1;...;P est libre. ⁿ



Indication : on pourra utiliser la forme suivante de la formule de Taylor :

   

^'

 

^{... an}_! ^{ n}

 

P X a P X aP X P X

     n (pour tout réel a).

18 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2.

1°) Soit ^U

 

^{ui j,} la matrice de ^Mn

 

^» définie par u_{i j,} 1.

Démontrer que U est semblable à la matrice ^U'

 

^{u'i j,} définie par u'_1,1n et u'_{i j,} 0 pour

   

^{i j,  1, 1 .}

Indication : Raisonner en termes d’endomorphismes.

2°) Soit a et b deux réels. On considère la matrice M de ^Mn

 

^» définie par m_{i j,} a si ij et m_{i j,} b si ij.

Exprimer M en fonction de U et de I ; en déduire det M.

19 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1.

Pour tout réel x, on pose :

 

 

2

2

1 2

1 0 0 2!

0

2!

1

! 1 ! 2!

n

n n

x

x x

D x x

x x x

n n x







…

…

.

Calculer ^Dn

 

^{x .}

Indication : On pourra dériver Dn. 20 Soit n un entier naturel tel que n2.

Soit



^x1;x2;...;xn



^et



^y1;y2;...;yn



deux familles de n réels.

On considère la matrice ^A

 

^{ai j, de Mn}

^{ }

^» définie par ^{ai j, }



^xiyj



^n1.

Écrire A comme produit de deux matrices et calculer det A.

21 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1 et a et b deux réels.

Pour tout réel x, on pose :

 

n

x x b x b

x a D x

x b

x a x a x

 







 

… …

.

1°) Démontrer que ^Dn

 

x est un polynôme en x de degré inférieur ou égal à 1.

2°) En déduire l’expression de ^Dn

 

x en fonction de x, a, b et n.

22 Soit (G, ) un groupe.

1°) Soit a un élément fixé de G.

Démontrer que l’application _a: gaga^1 est un homomorphisme du groupe G dans lui-même.

2°) Démontrer que GBij G est un homomorphisme injectif de groupes.

a_a

23 Soit n un entier naturel non nul fixé.

On pose 1 2 ... 1 ... 2 1 3 ... 2 1 2 ... 2

n n n

n n



 

     appartenant à S_2n. Déterminer la signature de 

24 1°) Soit M une matrice de ^Mn

 

^» . On note M la matrice de ^Mn

 

^» dont les coefficients sont les conjugués de ceux de la matrice M.

Comparer det M et det M.

2°) Soit A et B deux matrices de ^Mn

 

^» telles que ABBA. Démontrer que l’on a : ^{det A}



^2B2



^0.

3°) Soit A et B deux matrices de ^Mn

 

^{» .}

Démontrer que l’on a : A B

det 0

B A

 

 

  .

25 Soit a, b, c trois réels. On pose

1 sin cos 1 sin cos 1 sin cos

a a

D b b

c c

 .

Démontrer que ^Dsin



^{b c }



^sin



^{c a }



^sin



^{a b  }



^{4 sinb c}₂ ^{sinc a}₂ ^{sina b}₂^{ .}

26 Soit E un espace vectoriel de dimension 3 sur un corps commutatif K.

Soit u , ₁ u , ₂ u trois vecteurs quelconques de E. ₃

Calculer ^detB



^{u1u u2, 2u u3, 3u1}



où B est une base de E.

27 1°) Soit a , ₁ a , …, ₂ a n réels strictement positifs tels que _n a₁  a₂ ... a_n.

On considère la fonction f définie par

 

1 1

2 2 2

1

... ...

...

...

n

n n

x a a

a x a a

f x

a

a a x





.

Démontrer que f est une fonction polynôme de degré n.

2°) Démontrer que f admet n racines réelles deux à deux distinctes.

3°) Soit A et B deux matrices de ^Mn

 

^{» .}

Démontrer que la fonction x ^{det A}



^xB



est une fonction polynôme et déterminer un majorant de son degré.

28 On pose ^En



^{1, 2, ...,n}



où n est un entier naturel supérieur ou égal à 2.

On note l’ensemble ^P

   

^{En \  }



^p

   

^{1 ,p 2 ,...,p}

 

^2n1



^.

On considère la matrice ^An

 

^{ai j, M2n1}

^{ }

^{» où ai j, 1 si p i}

^{   }

^{∩p j   ; ai j, 0 sinon.}

Calculer detA . _n

29 Soit A et B deux matrices quelconques de ^Mn

 

^{K .}

Comparer ^{det I}



^AB



^{et det I}



^BA



^.

Indication : considérer les produits par blocs 0 0

I I B

A I I AB

  

   

   et 0

0

I BA B I

I A I

   

  

   où I désigne la

matrice identité d’ordre n.

30 1°) Soit f une symétrie d’un espace vectoriel de dimension finie. On note E l’ensemble des vecteurs ₁ invariants par f et E_1 l’ensemble des vecteurs anti-invariants par f (c’est-à-dire dont l’image par f est égale à leur opposé).

Démontrer que ^{detf }

 

^1dimE1.

2°) On pose ^EMn

 

^» et l’on considère l’application T de E dans lui-même qui à toute matrice A associe la matrice ^tA.

Démontrer que T est un endomorphisme de E et calculer son déterminant.

31 1°) Calculer le déterminant de la matrice ^A

 

^{ai j, Mn}

^{ }

^» définie par ^{ai j, max ,}

 

^{i j .}

2°) Calculer le déterminant de la matrice ^B

 

^{bi j,} définie par ^{bi j, min ,}

 

^{i j .}

1^ère méthode : directement par opérations élémentaires

2^e méthode : en démontrant que B^tTT où ^T

 

^{ti j,} est la matrice de Mn

 

» définie par t_{i j,} 1 si ij et

, 0

ti j sinon.

32 1°) Soit



^{a1, ...,an}



^,



^{b1, ...,bn}



^,



^{c1, ...,cn}



^,



^{d1, ...,dn}



des n-uplets (où n désigne un entier naturel supérieur ou égal à 3).

On considère la matrice ^M

 

^{mi j,} définie par m_{i j,} a b_{i j}c d_{i j}. On pose

1 1

n n

a c

U

a c

 

 

 

 

 

 

 

et

1 1

n n

b b

d d

V

 

 

 

 

 

 

 

(il s’agit de matrices carrées d’ordre 3).

Démontrer que MUV. Calculer le déterminant de M.

2°) Application :

On considère un n-uplet



^{1, ...,n}



de réels.

On considère la matrice ^A

 

^{ai j,} définie par ^{ai j, sin}



^{  i j}



^.

Calculer det A.

33 Soit A et B deux matrices de ^Mn

 

^»



ⁿ²



^.

Calculer

A B B B

B A B

B A B

B B A

…

…

(il s’agit d’un déterminant par blocs où la matrice A est écrite n fois sur la

grande diagonale et où l’on a complété le reste de la matrice avec la matrice B).

34 Soit



^a1,...,an



^et



^b1,...,bn



deux n-uplets de réels avec n3. Calculer le déterminant de la matrice M de terme général a_ib_j.

0

0

35 1°) Soit M une matrice de ^Mn

 

^» . On note M la matrice de ^Mn

 

^» dont les coefficients sont les conjugués de ceux de la matrice M.

Comparer det M et det M.

2°) Soit A une matrice de ^Mn

 

^» telle que ^tAA. Démontrer que det A».

36 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2.

Calculer le déterminant de la matrice

2 1 1

1 3

A 1

1 1 n 1

 

 

 

 

  

 

de ^Mn

 

^{» .}

Indication : Utiliser une récurrence ; exprimer le déterminant de A à l’aide des termes de la suite

 

^{Hn définie}

par

1

1

n n

k

H k







^.

37 On pose

1 1 1 1

1 1 1 1

E 1 1 1 1

1 1 1 1

 

   

 

   

   

 

et F

a b c d

b a d c

c d a b

d c b a

 

 

 

 

 

 

où a, b, c, d sont 4 complexes.

Calculer det E.

Calculer EF ou FE (au choix) et en déduire det F sous la forme d’un produit de 4 facteurs du premier degré en a, b, c, d.

38 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1.

Soit ^AMn

 

^» telle que tous les éléments de la diagonale soient des entiers relatifs pairs et tous les autres coefficients soient des entiers relatifs impairs.

1°) Démontrer que ndetA est un entier relatif impair.

2°) En déduire que si n est pair, alors la matrice A est inversible.

39 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 1.

Soit ^AMn

 

^{» .}

1°) Démontrer que si A est triangulaire, alors com A est triangulaire.

2°) Démontrer que si A est symétrique, alors com A est symétrique.

Le résultat reste-t-il valable si A est antisymétrique ? 40 Soit a , …, ₁ a n nombres complexes _n



^n»*



^.

Calculer le déterminant de la matrice carrée d’ordre n de terme général a_{max , i j} .

En déduire en particulier le déterminant des matrices carrées d’ordre n de termes généraux ^{max ,}

 

^{i j et}

 

min ,i j .

41 Dans tout l’exercice, n est un entier naturel fixé supérieur ou égal à 2.

On dit qu’une permutation  de S_n est un dérangement pour exprimer qu’elle n’a pas de point fixe. Le but de l’exercice est de répondre à la question : y a-t-il plus de dérangements pairs que de dérangements impairs ? On note  le nombre de dérangements pairs et  le nombre de dérangements impairs.

On considère la matrice ^U

 

^{ui j, de Mn}

^{ }

^» définie par u_{i j,} 0 si i j et u_{i j,} 1 si i j. 1°) Démontrer que detU  .

2°) Calculer det U.

3°) Conclure.

42 Soit f un endomorphisme d’un espace vectoriel E de dimension finie n tel que f² id_E. 1°) Démontrer que n est pair.

2°) Démontrer qu’il existe une base de E dans laquelle la matrice de f s’écrit

0 0

A A

A

A

 

 

 

 

 

 

 

 

où A est la

matrice 0 1

1 0

  

 

 .

43 Soit n un entier naturel supérieur ou égal à 2 fixé. On note E l’ensemble des entiers naturels compris entre 1 et n au sens large. On note K un corps commutatif.

Soit ^A

 

^{ai j,} une matrice de ^Mn

 

^K telle que pour tout couple

 

i j d’éléments de E on ait ^, a_{i j,} 0 dès que 1

i  j n .

1°) Calculer le déterminant de A.

2°) On prend K». On suppose que les coefficients a_{i j,} sont non nuls de même signe pour tout couple

 

^{i j ,}

d’éléments de E tel que i  j n 1. Quel est le signe du déterminant de A ?

Réponses

1 ^{det a a}



^6



²

2 1^er cas : 1 ; 2^e cas : n ! ; 3^e cas :

 

 

 

,

| PGCD , |

| i j

d i j d i

d j

m 



 d 



 d

3 1°)

1 0 0 0

det 1 1 0

0 0 0 1

   

   

   

   

   

 

… …

2°)

   

C Y Y

det A B B X det B X

   

       

   

 

; on applique le 1°) à C.

4

 

^{1 1}

0

1

n

n p

p p

D a x

 



 



On peut noter que l’opération L₁L₁xL₂x²L₃ ... x^n1L_n n’est pas une opération élémentaire.

5

1 1 2

C CC

2 2 3

C C C

1 1

C_n C_n C_n 1 1 2 1 1 0

1 1 2

   

Les

 

^n1 premières colonnes sont donc factorisables par 2.

7 Démarrer du bas :

LnL_nL_n1

1 1 2

L_n L_n L_n

2 2 1

L L L det An! 9 D8abc 11 C_kC_kC_k1 Une 1^ère fois  impairs

puis une 2^e fois  2 colonnes de 2.

Le déterminant est égal à 0.

14 ^{det id}



^p



^{2rg p}

15 Système unisolvent : exercice de Michel Quercia sur la dualité Solution élève MPSIB (Lubineau) année scolaire 2013-2014



^{f1, ...,fn}



formes linéaires libres

Démontrons qu’il existe



^{x1, ...,xn}



^{An tel que }

  

^{i j,  1,...,n}



^{2 fj}

 

^{xi  i j, .}

Supposons qu’il existe ^{xA \ 0}

 

^{tel que  i1 i2 tel que} fi1

 

x  fi2

 

x ,  0.

⇒^Ker

 

^{fi1 Ker}

 

^fi2

⇒



^fi1,fi2



^liée

Absurde

Donc ^{ x A \ 0}

 

f_i1

 

x 0⇒ f_i2

 

x 0

⇒



^{1, ...,}



^A

libre !

n

x xn

 

tel que ^

  

^{i j,  1,...,n}



^{2 fj}

 

^{xi  i j, .}

Soit gE^*.

 

^{1 1}

g f k

 

^{2 2}

g f k

 

^{n n}

g f k

Considérons

1 i n

i x i

k



 



 ^.



^1,...,



p n

 

   

1 i n

p i x p

i

f k f



 





 

1 n

i p i

i

k f x







_,

1 n

i i p i

k









⇒^

 

^{fp kp}



^1,...,



p n

  ^

   

^{fp g fp}

D’après le théorème du prolongement linéaire,  g. Donc

 

x xA engendre E^*.

2°) On reprend les mêmes x . _i

⇒^{mi j, f xi}

 

^j

   



¹



detMdet C M ,...,C_n M

 

detM det I_n ^{  }



^{1 ;1}



detM  0

Donc ^



^{x1, ...,xn}



^An tel que detM0.

16 On pose ₁ 1 C 1

1

  

  

  

  ; ₂

0 C 1

1

  

  

  

  …. ;

0 0 C

0 1

n

  

  

 

  

  .

Alors

 

¹

 

¹

 

²

 

1

det 1 C ; 1 C 2 C ;...; C

n i i

D f f f f i



 

  



^.

On développe grâce à la multilinéarité du déterminant.

 

1 n

i

D f i







Autre méthode : f :

^{1 ; n}

^{→ R}

 

1 1

S  f , ^S2f

   

^{1 f 2 , … , Snf}

   

^{1 f 2  ... f n}

 

On effectue un « nettoyage » par colonne selon la technique du pivot de Gauss.

     

       

         

1 1 1

1 2 1 2

1 1 2 1 ...

f f f

f f f f

D

f f f f f n

 



  

   

   

     

     

1 1

0 2 2

0 2 3 2

0

0 2 3 2

f f

f f

f f f

f f f







   

   

 

 

1 1

0 2 2

0 0 3

0 0

0 0 3

f f

f f

f

f



   

   

   

 

1 1

0 2 2

0 0 3 3

0 0 0

0 0 0 0

f f

f f

f f

f n



 

1 n

i

f i







20

Version originale :

Soit n un entier naturel tel que n 2 et k un entier naturel tel que k n – 1. Soit



^x1;x2;...;xn



^et



^y1;y2;...;y deux familles de n réels. ⁿ



On considère la matrice ^A

 

^{ai j, de Mn}

^{ }

^» définie par ^{ai j, }



^xiyj



^k.

Écrire A comme produit de deux matrices et calculer det A.

J’avais écrit au verso : k n 1 mieux.

 

^{1 1 1 1}

0 1

C C

n n

k k p k p k p k p

i j p i j p i j

p p

x y x y x y



   



 

 







1 ,

j

i j i

b x ^ c_{i j,} Cⁱ_k^1y_j^{k i 1}

   

1

1 2 1 2

1

det C , ,..., , ,...,

n j

k n n

j

A ^ V x x x V y y y



 

 





 

24 2°) ^{2 2}

  

M M

A B  A iB A iB 



^{2 2}

 ^{   }

det A B det A iB det A iB 



^{2 2}



det A B ...

3°)

A B

 

A iB

det 1 det

B A iB A

  n  

     

   

^{ }

 

^{1 detn }_{A iB}^A  _{A iB}^{iB } (opérations sur les lignes)

^{ }

 

^{1 detn }^{A iB}₀  _{A iB}^{iB } (opérations sur les colonnes)  

 

1 det A iB detⁿ





 

 A iB



det A iB det A iB





 





26 La famille est liée car



^u1u2

 

^{ u2u3}

 

^{ u3u1}



^0. Donc le déterminant est nul.

27 1°) ^{f x}

 

^det

 

^x–a1



^{X1U ;}



^x–a2



^{X2U ;;}



^{x a– n}



^XnU



0 0

X 1

0 0

i

  

  

   

  

  

 

(des zéros sur toutes les lignes sauf sur la ligne i) et

1 2

U

n

a a

a

  

  

 

  

 

     

1

1 1

n n n

i j i

j

i i

i j

f x x a a x a

  







 

 



2°) On observe un changement de signe entre a et _k a_k1.

Comme il y a un changement de signes, la fonction f s’annule un nombre impair de fois (1 ; 3 ; 5 etc).

Si la fonction s’annule 3 fois dans un intervalle, il y aurait quelque chose d’incohérent.

Si la fonction s’annulait un nombre pair de fois, ce serait impossible.

La fonction f admet donc n – 1 racines.

Meilleure justification :

2°) Notons

1

n

a C

a

  

 

  

   et

0 0 1

0

0 0 0

0

0 0

0 X i

  

  

 

  

  

  

  

  

  



  

  

  

  

 

.

Alors

 

^{i det}

 

^{i 1}



^1,



^{i 2}



^{2, ...,}



^{i n}



ⁿ



f a  C aa X C a a X C a a X

 

^{i det}



^C



^{ai a X1}



^{1, ...,C}



^{ai ai1}



^{i1, ,}



^{i i1}



^{i1, ...,}



^{i n}



ⁿ



f a      _ X_ C C a a_ X_ C a a X

 

^{i det}

 

^{i 1}



^{1, ...,}



^{i i1}



^{i1, ,}



^{i i1}



^{i1, ...,}



^{i n}



ⁿ



f a  a a X a a_ X_ C a a_ X_ a a X

  

^{1 1 1}



1

det , ..., , , , ...,

0

n

i k i i n

k k i

i

a a X X C X X

a

 



 

 

  

 

 

 

 



Or 0a₁ ... a_n.

Par suite,

 

1 n

i k

k k i

a a





 est du signe de

 

^1i1.

On en déduit que f change de signe entre a et _i a_i1. Donc f admet n1 racines.

Or f a est du signe de

 

¹

 

^1n1.

Donc

si n est pair ^{f a}

 

^{1 0. Or} f x

 

  x_{  } . On en déduit une n-ième racine de f.

si n est impair ^{f a}

 

^{1 0. Or f x}

 

^{  x .}

On en déduit une n-ième racine de f.

3°) polynôme degfrg B On pose rrg B.

Il existe deux matrices P et Q de ^GLn

 

^» tel que BPJ Q_r .

 

^{det A}



^{PJ Qr}



f x  x

 

det PP AQ Q



^{1 1} PJ Q_r



f x  ^{ } x

 

det P det P AQ



^{1 1} xJ_r



det Q

f x   ^{ } 

...

pas de ...

pas de pas de

x

x x

x x

  

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

28 On définit pour n 2 la phrase H_n : « detA_n 1 ».

         

^{En1 \  }



^{n1 ,p 1 ,p 2 ,...,p}

 

^{2n1 ,}

     

^{n1 ∪p 1 ,..., n1 ∪p}

 

^2n1



P