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calc_006.tex

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\exo{Puissances de matrices}
 
Soient les matrices 
$$
   M = \pmatrix{
      0& 1& -1 
   \cr
      -3& 4& -3 
   \cr
      -1& 1& 0 
   \cr}
      \qquad {\rm et} \qquad
   I = \pmatrix{
      1& 0& 0
   \cr
      0& 1& 0
   \cr
      0& 0& 1
   \cr}
$$
 
\itemnum Calculer $M^2$ et $M^3$.
 
\itemnum Déterminer les nombres réels $a$ et $b$ tels que
$$
   M^2 = aM + bI.
$$
 
\itemnum Exprimer alors $M^3$ en fonction de $M$ et de $I$, puis
écrire $M^3$ sous forme de matrice à 3~lignes et 3~colonnes. Comparer
avec le résultat obtenu à la première question.
 
\itemitemalphnum Déduire de l'égalité trouvée à la deuxième question
que l'on peut écrire
$$
   I = {1\over2} M \times (3I - M).
$$
 
\itemitemalph En déduire une matrice $P$ telle que $M \times P = I$.
 
\itemitemalph \'Ecrire $P$ sous forme de matrice à 3~lignes et 3~colonnes.
 
\itemitemalph Calculer $P \times M$.
 
\finexo