Le polynôme  peut-il être le polynôme minimal d’une matrice de  ?

 

 

 

 

Analyse

 

Une fois n’est pas coutume, nous disposons d’un « candidat » pour le polynôme minimal ! Notre attention doit assez naturellement se porter sur les racines de ce polynôme …

 

 

 

Résolution

 

On peut remarquer, après avoir essayé (sans succès !) quelques valeurs réelles simples, que i est racine de P.

 

On peut également s’intéresser au seul coefficient de P différent de 1 et constater que l’on a :

 

 

Or, on a aussi :

 

 

Il vient donc :

 

 

Le polynôme P n’admet donc pas de racines réelles.

 

Tout polynôme caractéristique d’une matrice A de  est de degré 5 et admet donc au moins une racine réelle. Or, cette racine réelle, en tant que valeur propre de la matrice A est aussi racine du polynôme minimal de A. Cette racine ne pouvant être racine du polynôme P (nous venons de voir qu’il n’admet pas de racine réelle), ce dernier ne peut être polynôme minimal de la matrice A.

 

 

 

Résultat final

 

 

Le polynôme  ne peut être le polynôme minimal d’une matrice de