En constatant que $f$ admet $n = \dim E$ valeurs propres deux à deux distinctes

L'objectif

Conclure à la diagonalisabilité sans avoir à déterminer les sous-espaces propres.

Le principe

Si $\dim E = n$ et si $f$ admet $n$ valeurs propres deux à deux distinctes, alors $f$ est diagonalisable et chaque sous-espace propre est de dimension $1$ (résultat du cours : une famille de vecteurs propres associés à des valeurs propres distinctes est libre).

La méthode

1
Je note $n = \dim E$ .
2
Je détermine le spectre $\mathrm{Sp}(f)$ en résolvant la recherche de valeurs propres.
3
Je vérifie que $\mathrm{Sp}(f)$ contient exactement $n$ valeurs distinctes.
4
Je conclus : $f$ admet $n$ valeurs propres deux à deux distinctes dans un espace de dimension $n$ , donc $f$ est diagonalisable.

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Application guidée 1

Soit $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 2 \end{pmatrix}$ . Montrer que $A$ est diagonalisable.

Application guidée 2

Soit $A = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 1 & 1 & 3 \end{pmatrix}$ . $A$ est-elle diagonalisable ?

Application autonome 1

Soit $A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \\ 6 & -11 & 6 \end{pmatrix}$ , vérifiant $A^3 - 6A^2 + 11A - 6 I_3 = 0$ . Montrer que $A$ est diagonalisable.

Application autonome 2

Soit $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & 3 & 0 \\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix}$ . Montrer que $A$ est diagonalisable.

Application autonome 3

Soit $A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -6 & 5 \end{pmatrix}$ . Montrer que $A$ est diagonalisable dans $\mathcal{M}_2(\mathbb{R})$ .

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En constatant que fff admet n=dim⁡En = \dim En=dimE valeurs propres deux à deux distinctes

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En constatant que $f$ admet $n = \dim E$ valeurs propres deux à deux distinctes