Leçon 152 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

(2024) 152

Dernier rapport du Jury :

(2024 : 152 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d'endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On doit notamment savoir expliquer pourquoi l'application induite par un endomorphisme diagonalisable sur un sous-espace stable est encore diagonalisable. Il ne faut pas oublier de parler du cas des endomorphismes symétriques, ni les familles commutantes d'endomorphismes diagonalisables. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps K et la topologie choisie pour $M_n(K)$ . Les candidates et candidats peuvent s'intéresser aux propriétés de l'exponentielle d'un endomorphisme diagonalisable. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables dans les corps finis, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. Pour aller plus loin, les candidates et candidats peuvent s'intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.

(2023 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d'endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On doit notamment savoir expliquer pourquoi l'application induite par un endomorphisme diagonalisable sur un sous-espace stable est encore diagonalisable. Il ne faut pas oublier de parler du cas des endomorphismes symétriques, ni les familles commutantes d'endomorphismes diagonalisables. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps K et la topologie choisie pour $M_n(K)$ . Les candidates et candidats peuvent s'intéresser aux propriétés de l'exponentielle d'un endomorphisme diagonalisable. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables dans les corps finis, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. Pour aller plus loin, les candidates et candidats peuvent s'intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2022 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d'endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On doit notamment savoir expliquer pourquoi l'application induite par un endomorphisme diagonalisable sur un sous-espace stable est encore diagonalisable. Il ne faut pas oublier de parler du cas des endomorphismes symétriques. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps K et la topologie choisie pour $M_n(K)$ . Les candidats doivent disposer de méthodes efficaces de calcul de l'exponentielle d'un endomorphisme diagonalisable. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables dans les corps finis, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. S'ils le désirent, les candidats peuvent s'intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2019 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d’endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On doit notamment savoir expliquer pourquoi l’application induite par un endomorphisme diagonalisable sur un sous-espace stable est encore diagonalisable. Il ne faut pas oublier de parler du cas des endomorphismes symétriques. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps $\textbf{K}$ et la topologie choisie pour $M_n(\textbf{K})$. $\\$ Les candidats doivent disposer de méthodes efficaces de calcul de l’exponentielle d’un endomorphisme diagonalisable. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables dans les corps finis, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. $\\$ S’ils le désirent, les candidats peuvent s’intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2017 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d’endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps K et la topologie choisie pour $M_n(K)$. Le calcul de l’exponentielle d’un endomorphisme diagonalisable est immédiat une fois que l’on connaît les valeurs propres et ceci sans diagonaliser la matrice, par exemple à l’aide des projecteurs spectraux. Sur les corps finis, on a des critères spécifiques de diagonalisabilité. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. S’ils le désirent, les candidats peuvent s’intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2016 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Dans cette leçon, on attend des exemples naturels d’endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On peut étudier certaines propriétés topologiques en prenant le soin de donner des précisions sur le corps $K$ et la topologie choisie pour $M_n(K)$. Le calcul de l’exponentielle d’un endomorphisme diagonalisable est immédiat une fois que l’on connaît les valeurs propres et ceci sans diagonaliser la matrice, par exemple à l’aide des projecteurs spectraux. Sur les corps finis, on a des critères spécifiques de diagonalisabilité. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. S’ils le désirent, les candidats peuvent s’intéresser aux liens qui peuvent aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2015 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Il faut ici pouvoir donner des exemples naturels d'endomorphismes diagonalisables et des critères de diagonalisabilité. On peut coir que le calcul de l'exponentielle d'un endomorphisme diagonalisable est immédiat une fois que l'on connaît les valeurs propres et ceci sans diagonaliser la matrice, par exemple à l'aide des projecteurs spectraux. On peut sur le corps des réels et des complexes donner des propriétés topologiques. Mentionnons que l'affirmation "l'ensemble des matrices diagonalisables de $M_n(K)$ est dense dans $M_n(K)$" nécessite quelques précisions sur le corps K et la topologie choisie pour $M_n(K)$. Sur les corps finis, on a des critères spécifiques de diagonalisabilité. On peut dénombrer les endomorphismes diagonalisables, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. Le lien peut aussi être fait avec la théorie des représentations et la transformée de Fourier rapide.
(2014 : 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.) Il faut pouvoir donner des exemples naturels d'endomorphismes diagonalisables et des critères. Le calcul de l'exponentielle d'un endomorphisme diagonalisable est immédiat une fois que l'on connaît les valeurs propres et ceci sans diagonaliser la matrice, par exemple à l'aide des projecteurs spectraux. On peut sur le corps des réels et des complexes donner des propriétés topologiques, et sur les corps finis, dénombrer les endomorphismes diagonalisables, ou possédant des propriétés données, liées à la diagonalisation. Mentionnons que l'affirmation "l'ensemble des matrices diagonalisables de $M_n(K)$ est dense dans $M_n(K)$" nécessite quelques précisions sur le corps $K$ et la topologie choisie pour $M_n(K)$.

Développements :

Plans/remarques :

2025 : Leçon 152 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Auteur :
  • Remarque :
    Plan réalisé pendant l'année 2023-2024 et non vérifié par une personne compétente.

    Mon conseil : prenez ce qui vous semble pertinent et surtout faites simple. Pas besoin de faire compliqué pour avoir l'agreg.

    Méta-plan appris pour le jour J. Fait en juin 2024 et non validé par une personne compétente.

    I) Endomorphismes diagonalisables
    1) éléments propres
    2) Endomorphismes diagonalisables
    3) Polynôme caractéristiques
    II) Diagonalisabilité et polynômes d'endomorphismes
    1) Premières conditions
    2) Thm des noyaux et polynômes annulateurs (DVT: Lemmes des noyaux)
    3) Diagonalisation simultanée
    4) polynôme minimal
    III) Réductions d'endomorphismes
    1) Dunford + diagonalisation exp matricielle (DVT : Dunford)
    2) Généralités sur les endomorphismes normaux
    3) réduction (DVT: réduction endomorphismes normaux)
  • Fichier :
  • Auteur :
  • Remarque :
    Plans faits pendant l'année à 3. Pas toujours vérifiés ni forcément aboutis. N'étaient pas faits pour être partagés donc il y a des commentaires/remarques personnelles que vous ne comprendrez sûrement pas ! En espérant que le métaplan puisse tout de même aider !
  • Fichier :

2024 : Leçon 152 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Auteur :
  • Remarque :
    Pas mal d'autres résultats et d'autres développements peuvent être inclus à la place ou en plus de ceux que j'ai choisis.

    Les références sont indiquées à la fin du plan. N'hésitez pas à me contacter pour me signaler toute erreur ou imprécision.
  • Fichier :
  • Auteur :
  • Remarque :
    Cette leçon est l'une des premières que j'ai faites (la toute première je crois) et je l'ai présentée en classe. Le développement que j'ai fait au tableau était le DEV 1 : réduction des endomorphismes normaux. On m'a ensuite demandé de prouver que si un sev est stable par un endo normal, alors son orthogonal l'est aussi : il faut bien regarder la preuve, elle n'est pas du tout évidente si on ne l'a jamais vue !
    Il faut aussi savoir démontrer : Si un endo $u$ est diagonalisable et si $F$ est un sev stable par $u$, $u_F$ est aussi diagonalisable.
    Il faut aussi être au point sur la co-diagonalisabilité (d'autant que ça tombe souvent aux écrits !!).
    On peut ajouter le critère de diagonalisabilité sur un corps fini (qu'il faut savoir démontrer).

    J'ai eu tendance à prendre trop de livres pour la réduction, il vaut mieux en choisir un ou deux une bonne fois pour toutes (genre Mansuy et Grifone)
    Pour le développement sur la décomposition de Dunford, attention à la version que vous choisissez ! Si c'est l'une des deux qui sont dans le Gourdon, il faut prendre la deuxième (qui est celle qui figure dans cette leçon). En effet, une prof nous avait assuré que le jury n'aimait pas la première version. On peut aussi démontrer le lemme des noyaux pour aller vers les projecteurs spectraux (et recaser ainsi mieux dans PGCD-PPCM)
  • Références :
  • Fichier :
  • Auteur :
  • Remarque :
    Retrouvez tous nos plans de leçons ainsi que les fichiers latex associés à nos leçons sur notre site : https://sites.google.com/view/tribalchiefandwiseman/home?authuser=0
    Bonne preparation à vous !
  • Auteur :
  • Remarque :
    La plupart des mes plans sont inspirés de Ewna, Agentb0, Jouaucon, Abarrier et Marvin. Merci à eux. Attention aux coquilles ! Mes plans sont, en général, scannés juste après que j'ai finis de rédiger, bien sur quand je les ai relu j'ai trouvé des erreurs. Les références sont à la fin des plans.

    Comme je le fais remarquer à la fin de mon plan, il est sûrement mieux d'utiliser Mansuy, réduction des endomorphismes (le livre est top). J'ai finalement enlevé le lemme des noyaux en tant que développement (la démo est trop similaire à Dunford) et j'ai choisis le théorème spectral.
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2023 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Auteur :
  • Remarque :
    Possibilité d'avoir ma version complète manuscrite en me contactant par mail.
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2022 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


2020 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Auteur :
  • Remarque :
    Toutes les références sont à la fin du plan.

    Mes excuses pour l'écriture, et attention aux coquilles...
    Notamment le polynôme minimal n'a absolument aucune raison d'être irréductible (Déf 1) !
  • Fichier :

2019 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


2018 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


2017 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


2016 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


2015 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.


Retours d'oraux :

2025 : Leçon 152 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Leçon choisie :

    152 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    171 : Formes quadratiques réelles. Coniques. Exemples et applications.

  • Développement choisi : (par le jury)

    Dunford et l'exponentielle de matrice

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :

    Plan proposé :

    I - Valeurs propres et polynômes annulateurs
    A) valeurs propres
    B) Polynome caractéristique
    C) Polynomes d'endomorphismes, polynome minimal

    II - Diagonalisation
    A) Définition et critères
    B) Familles codiagonalisables (Dunford en corollaire)

    III - Cas particuliers de diagonalisation
    A) Endomorphismes symétriques
    B) Exponentielle de matrices (exp A dgzable) (exp homéo)

    En défense j'ai évoqué la difficulté de calculer les produits matriciels, mais la simplicité lorsque celles ci sont diagonales. J'ai essayé d'illustrer l'idée selon laquelle, si on a un vecteur propre, en le choisissant comme vecteur d'une base, alors les coordonnées de u(x) dans cette base sont simples. De là j'ai introduit le polynome caractéristique, outil pour connaitre les valeurs propres, et j'ai fait un schéma avec au milieu "u diagonalisable" et des flèches / doubles flèches pour citer les critères (genre simple flèche qui part de "$\chi_u $ SARS, double flèche pour $\pi_u $ SARS). J'ai évoqué Dunford comme une écriture facile à manipuler, et en dernier lieu les applications, j'ai aussi parlé des EDO je crois.

    Dév : ok, ils ont un peu ri (il me semble) quand j'ai proposé Dunford dans la défense, sûrement parce qu'ils le voient beaucoup passer.

    Questions : j'avais posé K = R ou C sur tout le plan. Peut on changer de corps ? sur dunford je voyais pas d'inconvénient, sur l'exponentielle j'ai dit que je me restreignais vraiment à R ou C, car ailleurs jsp.
    Que se passe-t-il si le pol carac n'est plus scindé simple ? je me suis souvenu de mon cours et ai parlé d'endomorphismes semi-simples. J'ai donné la def puis il a voulu m'emmener par là. On a discuté du fait qu'une matrice dans R (donc polynome caractéristique pas forcément scindé) peut se plonger dans C, et donc on a un Dunford complexe. Là j'ai conjugué, donc A reste égale à $\bar{A}$ puis par unicité de la décomposition, $D=\bar{D}$ et $N=\bar{N}$ donc les matrices sont dans R, mais sont-elles diagonalisables dans R pour autant ?? Là il m'a donné un exercice, je devais montrer un équivalent entre être semi-simple et diagonalisable je crois mais je ne me souviens plus trop (y'a un énoncé comme ça dans le Rombaldi sur un corps algébriquement clos mais je sais plus si c'était exactement ça). j'ai un peu galéré, on est passés sur autre chose.

    Justifier la décomposition de Dunford de $\exp(A)$, je l'avais mis dans mon plan mais pas détaillé en dév.
    Pourquoi a-t-on $\exp(D+N)=\exp(D)\exp(N)$ ? Produit de Cauchy.
    Pourquoi $u_F$ reste t il diagonalisable si u dgzble et stable par F ? prendre un polynôme annulateur SARS.
    Pourquoi les projecteurs sont-ils des polynomes en $u$ ? J'ai entamé la preuve du lemme des noyaux, ils m'ont coupé quand ils ont vu que je savais.
    J'avais fait une erreur dans le théorème de décomposition polaire, j'avais mis $S_n(\mathbb{R})$ sans le ++ donc ils m'ont fait corriger. Ils m'ont demandé si une telle décomposition existait toujours dans Mn(R) et non plus GLn : j'ai dit oui mais la matrice est dans Sn+ et non Sn++, et on perd l'unicité. C'est dans le Rombaldi aussi.

    Exercice : jusitifer que u est diagonalisable ssi il existe un isomorphisme de K algèbres entre $K[u$] et $K^l$, où $l$ est un entier. Mdr pas très inspirant, je commence par dire que K[u] est de dim le degré de pi_u. Il me dit pourquoi, je dis par division euclidienne. Il me fait alors écrire le morphisme de K[X] dans L(E) dont le noyau est $\pi_u$. on écrit pi_u en produit de facteurs de degré un puis théorème chinoix, et chaque $K[X]/(X-\lambda_i)$ est isomorphe à K, donc le sens direct est ok.
    sens réciproque : on a pas terminé. J'écris le pol minimal en produit d'irrédcutibles, et après on a parlé d'éléments nilpotents dans $K^n$, et c'était la fin. Snif snif.

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Ils étaient 3, très sympas. Avant même de commencer l'oral (je passais premier à 11 heures) je les entendais rire. Assez neutres pendant la défense puis le dév, aidants sur les questions. J'osais pas dire de bêtise donc ils me poussaient doucement à proposer des idées.

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    C'est bien organisé. En gros : rdv 7h30, tirage 7h40, à 10h40 on termine de préparer, on à jusqu'à 11 heures pour aller aux toilettes boire tout ça, et on commence.

  • Note obtenue :

    13.75

  • Leçon choisie :

    152 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    162 : Systèmes d’équations linéaires ; opérations élémentaires, aspects algorithmiques et conséquences théoriques.

  • Développement choisi : (par le jury)

    Décomposition de Dunford (version algorithmique) #effectif #méthodeEuler

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :

    I) Diagonalisation et applications
    1) Conditions de diagonalisations
    2) Co-diagonalisation
    3) Décomposition de Dunford
    II) Cas particuliers
    1) Endomorphismes auto-adjoints
    2) Matrices à coefficients dans un corps fini
    III) Topologie

    Quelques questions sur le développement dans un premier temps. Puis des questions sur des exemples que j'ai mis dans le plan :

    - En guise d'illustration de la codiagonalisibilité, j'avais mis : Soient A,B diagonalisables, $\theta_{A,B} : M \mapsto AMB$ est diagonalisable. On me l'a fait remontrer. J'ai dit que ça s'écrivait comme composition de endomorphismes diagonalisables qui commutent : $M \mapsto AM$ et $M \mapsto MB$. On m'a fait montrer qu'ils sont bien diagonalisables. Il faut considérer un polynôme annulateur scindé à racines simples de A pour le premier. De B pour le deuxième. Et montrer qu'il annule nos endomorphismes aussi.

    Puis j'ai eu comme question d'énoncer les endomorphismes diagonalisables de O_n(R). Je ne m'y attendais pas... j'ai eu du mal.

    Exo : Soit $A \in M_n(R)$ tel que $\chi_A \wedge \chi_A' = 1$. Montrer que $R^n = \bigoplus\limits_{i} D_i \bigoplus\limits_{j} P_j$, où les $D_i$ sont des droites stables et les $P_j$ des plans stables. J'ai eu besoin de beaucoup d'aide.

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Très désagréable. Un jury ne parlait pas du tout, une très peu et celui qui avait le lead était très cassant, faisait des remarques à la moindre erreur. Il semblait pas content d'être là et le faisait comprendre.

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    Je me suis rendu compte d'une erreur dans mon développement lors de la présentation, alors que je l'avais énormément travaillé. Un peu dégouté de ça. Je m'attendais à un jury plus sympathique, comme ce que j'ai eu en modé et en analyse.

  • Note obtenue :

    9


2023 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Leçon choisie :

    155 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    144 : Racines d’un polynôme. Fonctions symétriques élémentaires. Exemples et applications.

  • Développement choisi : (par le jury)

    Dunford et l'exponentielle de matrice

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :


    1. Comment détermine-t-on une relation de Bézout (pour la famille de polynômes du dév) ?

    2. Peut-on avoir une majoration du degré des coefficients de Bézout de cette relation ?

      1. On se donne la décomposition de Dunford d'une matrice A, sa partie diagonalisable est un polynôme en A. Comment trouver un tel polynôme ?

      2. Bon, essayons en dimension 2

      3. Bon essayons avec une matrice de la forme a*I_2

    3. Montrez que l'ensemble des matrices diagonalisables est dense dans Mn(C)

    4. Soit p un projecteur. Quand est-il symétrique ?

      1. Soient p et q deux projecteurs orthogonaux. Est-ce que pq est diagonalisable ?

      2. Regardons en dimension 2.

    5. Soient F et G deux espaces stables par u. Si les endomorphismes induits par u sur F et G sont diagonalisables, est-ce que l'endomorphisme induit par u sur F+G est diagonalisable ? (Il y en avait une autre avec, je ne me souviens plus trop, c'était du genre si u est diagonalisable alors les induits le sont, la réciproque est-elle vraie ?)

    6. Un endomorphisme de rang 1 est-il diagonalisable ? Il y a des conditions ?

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Un peu aidant, mais pas tant que ça.

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    La rédaction du plan m'a pris plus de temps qu'à mon habitude, c'est un temps que j'aurais vraiment apprécier prendre pour réviser les preuves du plan.
    Lorsqu'on m'a posé des questions, j'aurais du gribouiller sur le tableau pour montrer que j'étais en train de chercher, peut-être le jury m'aurait-il plus de temps pour réfléchir aux questions.

  • Note obtenue :

    15.25


2019 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Leçon choisie :

    155 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    171 : Formes quadratiques réelles. Coniques. Exemples et applications.

  • Développement choisi : (par le jury)

    Réduction des endomorphismes normaux

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :

    - J'ai commencé mon plan en disant que les matrices diagonales sont faciles à inverser et pratiques pour les calculs. Le jury m'a fait remarquer qu'il est plutôt rare de diagonaliser une matrice pour l'inverser.

    - Le développement c'est bien déroulé, le jury n'avait pas de question dessus.

    - Le jury m'a demandé comment s'appelle une matrice de la forme
    (a -b)
    (b a)
    Et à quoi cela correspond géométriquement.

    - Ensuite j'ai du montrer que si M est diagonalisable alors tout espace stable par M admet un supplémentaire stable. Je suis bien parti mais j'ai mis quelques minutes avant de pouvoir conclure.

    - Le jury a demandé de montrer que tr(AtA)=0 implique A=0 (que j'utilisais dans mon développement). J'ai dit que ça provenait d'un produit scalaire, et j'ai du le démontrer. On m'a demandé comment s'appelait ce produit scalaire (Dit de Frobenuis).

    - On m'a demandé la décomposition de Dunford de exp(M) connaissant celle de M puis de montrer que M diagonalisable SSI exp(M) l'est, et enfin la CNS pour que exp(M)=I (tout ceci était dans mon plan).

    - Le jury m'a demandé de montrer que l'adhérence de Dn(R) ne valait pas Mn(R). J'ai d'abord trouvé une matrice non trigonalisable sur R (car j'avais dans mon plan l'adhérence de Dn(R) qui vaut Tn(R) ). Le jury a alors demandé de montrer directement le résultat sans utiliser mon plan. (Penser au discriminant).

    - Comme j'avais fait une partie topologique, le jury a demandé de donner une caractéristique topologique sur la classe de conjugaison de M lorsque M est diagonalisable. J'avais déjà vu ce résultat mais j'ai eu un peu de mal à retrouver la preuve. Le Jury m'a aidé, et j'ai finalement réussi.

    - Pour finir, le Jury m'a demandé comment je ferais concrètement pour diagonaliser M symétrique. J'ai dit qu'il fallait calculer le polynôme caractéristique, mais le jury a reformuler la question en suggérant que la matrice M est de taille 100. J'ai dit qu'il fallait trouver les valeurs propres de M. Qu'on pouvait les approximer par méthode itérative. J'ai énoncé le nom de la méthode de la puissance pour calculer la plus grande valeur propre de M après un peu d'aide. Le jury a dit oui et m'a demandé comment conclure. J'ai dit qu'il fallait résoudre un système linéaire AX=cX et le jury a demandé comment on conclut ensuite, par récurrence en calculant l'orthogonal de X. L'oral c'est terminé ici.

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Pas de réponse fournie.

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    Le jury a posé des questions relativement proches du plan.

  • Note obtenue :

    Pas de réponse fournie.


2018 : Leçon 155 - Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Leçon choisie :

    155 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    104 : Groupes finis. Exemples et applications.

  • Développement choisi : (par le jury)

    L'exponentielle induit un homéomorphisme entre Sn(R) et Sn(R)++

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :

    6 minutes: Je n'avais pas eu le temps de les préparer donc elles n'étaient pas terribles, je pense avoir dit des choses intéressantes mais pas au bon moment.

    Développement: Je le connaissais bien je l'ai fait dans les temps et je pense l'avoir fait proprement. Je me suis juste trompée dans l'injectivité j'ai pas pris le bon polynôme interpolateur mais ils ne m'en ont pas voulu.

    Questions développement:
    Jury: Quelle norme vous utilisez?
    Moi: La norme 2 c'est à dire la norme subordonnée à la norme euclidienne qui est égale à la racine du rayon rayon spectral de ...
    J: Vous avez une idée de comment ça se démontre?
    M: Décomposition polaire
    J: Pour la surjectivité où est ce que l'on se sert de l’hypothèse de défini positivité?
    M: Pour définir le logarithme des valeurs propres.

    Questions Plan:
    J: Est ce que que vous avez un critère de diagonalisation sur F_p?
    La réponse était une matrice A à coeff dans F_p est dzable ssi A^p=A. Je ne l'ai pas trouvé mais j'ai su le démontrer.

    J: Dans mon plan vous avez défini la semi-simplicité par la diagonalisation dans une extension dans K (c'est juste mais c'est pas la définition usuelle), est ce que vous avez une autre caractérisation de la semi simplicité avec les polynômes?
    M (avec de l'aide): A est semi simple ssi son polynôme minimal est sans facteur carrés.
    J: Montrez le.
    Là j'ai pas mal galérer, il fallait passer par une caractérisation avec des sous espaces stables, mais avec beaucoup d'aide j'ai fini par m'en sortir.
    J: Vous avez mis dans votre plan que Dn(C) est dense dans Mn(C), est ce que Dn(R) est dense dans Mn(R)?
    M: Je sais qu'on utilise le fait que C soit algébriquement clos dans la preuve...
    J: Oui donc la preuve sur C ne marche pas sur R. Trouvons un ct-ex en dimension 2.
    J'ai ressorti une matrice que j'avais mise dans mon plan qui avais pour valeurs propres +/-i, j'ai calculé le polynôme caractéristique car ils n'avaient pas l'air convaincus.
    J: Ok et pourquoi on ne peut pas approcher cette matrice par une suite de D_n(R)?
    M (avec de l'aide): Si A_k est une suite de matrices de D_n(R) alors pour tout k le polynôme caractéristique de A_k est à racines réelles or l'application qui a une matrice associe son polynôme caractéristique est continue
    J: Et qu'est ce que vous utilisez pour savoir si un polynôme de degré 2 a des racines réelles ?
    M: Ah oui! Le discriminant qui lui aussi est continue donc la limite d'une suite de matrice de D_n(R) ne peut pas être ...

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Plutôt sympathique, ils savaient quand aider et quand laisser réfléchir.

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    J'ai eu un très bon tirage, cette leçon était l'une des leçons que je connaissais le mieux! Et je maitrisais les 2 développements. Malgré ça écrire le plan et réviser les 2 développements m'ont pris les 3h de la préparation, je n'ai donc ni eu le temps de réviser les preuves ni de préparer les 6 minutes. L'en-tête de la première page du plan prends de la place on ne peut donc pas écrire autant que ce que je pensais. Sinon pas de surprises.

  • Note obtenue :

    13

  • Leçon choisie :

    155 : Endomorphismes diagonalisables en dimension finie.

  • Autre leçon :

    104 : Groupes finis. Exemples et applications.

  • Développement choisi : (par le jury)

    Suite de polygones

  • Autre(s) développement(s) proposé(s):

    Pas de réponse fournie.

  • Liste des références utilisées pour le plan :

    Pas de réponse fournie.

  • Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :

    - Le jury a posé d'abord des questions sur ma présentation (6min) et est revenu sur ce que j'avais noté au tableau. Je m'attendais à ces questions et j'ai su y répondre rapidement.
    - Ensuite, le jury est revenu sur mon développement et ils ne le connaissaient pas à priori. Ils m'ont demandé de réexpliquer la fin sur la limite.
    - Sur le plan : j'avais oublié un mot dans un théorème (endomorphismes qui commutent et diagonalisables sont diagonalisables dans une même base), ils m'ont demandé de le démontrer. Puis ils m'ont demandé si on pouvait avoir des hypothèses plus faibles. Ils m'ont posé un exercice mais je ne m'en souviens plus.
    - Question sur endomorphisme diagonalisable sur un corps fini : j'ai cité le théorème et je l'ai redémontré
    - Exercice sur une matrice A telle que A^2+A+In=0 (pas eu le temps de finir)

  • Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?

    Jury agréable

  • L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.

    Oui bien passé. La préparation s'est bien déroulée, j'ai eu le temps de faire le plan que je voulais, revoir les développements et les démonstrations des théorèmes. J'ai pu aussi préparer l'introduction en insistant sur l'intérêt de la diagonalisation, et les outils pour y parvenir (cf Grifone + X-ens).

  • Note obtenue :

    14.75


Références utilisées dans les versions de cette leçon :

Algèbre linéaire réduction des endomorphismes, R. Mansuy, R. Mneimné (utilisée dans 62 versions au total)
Carnet de voyage en Algébrie, Philippe Caldero, Marie Peronnier (utilisée dans 120 versions au total)
Nouvelles histoires hédonistes de groupes et géométries, P. Caldero, J. Germoni (utilisée dans 72 versions au total)
Algèbre et probabilités, Gourdon (utilisée dans 84 versions au total)
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie, Jean Etienne Rombaldi (utilisée dans 531 versions au total)
Algèbre , Gourdon (utilisée dans 341 versions au total)
Mathématiques Tout-en-un pour la Licence 2, Jean-Pierre Ramis, André Warusfel (utilisée dans 37 versions au total)
Algèbre : le grand combat: Cours et exercices, Grégory Berhuy (utilisée dans 120 versions au total)
Objectif Agrégation, Beck, Malick, Peyré (utilisée dans 299 versions au total)
Équations différentielles, Florent Berthelin (utilisée dans 67 versions au total)
Histoires hédonistes de groupes et géométries, Tome 1, Caldero, Germoni (utilisée dans 122 versions au total)
Petit guide de calcul différentiel , Rouvière (utilisée dans 236 versions au total)
Algèbre linéaire , Grifone (utilisée dans 102 versions au total)
Tout-en-un MP/MP*, Claude Deschamps (utilisée dans 40 versions au total)
Topologie générale et espaces normés , Hage Hassan (utilisée dans 45 versions au total)
L'oral à l'agrégation de mathématiques - Une sélection de développements , Isenmann, Pecatte (utilisée dans 167 versions au total)
131 Développements pour l’oral, D. Lesesvre, P. Montagnon, P. Le Barbenchon, T. Pierron (utilisée dans 81 versions au total)
Algèbre linéaire , Cognet (utilisée dans 9 versions au total)
Analyse , Gourdon (utilisée dans 627 versions au total)
Groupes de Lie classiques, Mneimné, Testard (utilisée dans 25 versions au total)
Oraux X-ENS Algèbre 2 , Francinou, Gianella, Nicolas (utilisée dans 74 versions au total)
Analyse numérique et équation différentielle , Demailly (utilisée dans 77 versions au total)