Soit A la matrice de définie par :
Calculer pour tout entier naturel n non nul.
On peut … poser le calcul de et conjecturer le résultat … mais on peut
également (c’est l’approche que nous développons ci-après) observer
attentivement la structure de A et facilement conclure que son rang est égal à
1, résultat facilitant grandement le calcul des puissances de A !
On peut interpréter la matrice A comme la matrice d’un
endomorphisme f dans la base canonique de que nous notons
.
Dans ces conditions, on a :
Avec .
Bien sûr, si (c'est-à-dire
), on a immédiatement
.
Nous supposons donc, à partir de
maintenant, que l’on a : (c'est-à-dire
).
Puisque les images par f des vecteurs de la base sont colinéaires au vecteur
(
), on va déterminer
.
On a :
D’où :
Et :
Ces résultats nous permettent d’écrire immédiatement :
Une récurrence immédiate nous donne alors :
On note que ce résultat demeure lorsque A est la matrice nulle.
Pour
,
on a :