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Prépa, 1re année › Matrices › Invariance par multiplication par une matrice inversible

Invariance par multiplication par une matrice inversible : énoncé (MPSI)

Propriété

Invariance par multiplication par une matrice inversible

Pour $A\in\mathcal M_{n,p}(\mathbb K)$, $Q\in GL_n(\mathbb K)$, $P\in GL_p(\mathbb K)$ : $$\operatorname{rg}(QAP)=\operatorname{rg}A.$$ Deux matrices équivalentes ont donc le même rang.

Démonstration : Invariance par multiplication par une matrice inversible
Démonstration

Invariance du rang

Comme $u_P$ est surjective, $\operatorname{Im}(AP)=\{APX\}=\{AZ\mid Z\in\mathcal M_{p,1}(\mathbb K)\}=\operatorname{Im}A$. Ensuite $\operatorname{Im}(QAP)=u_Q(\operatorname{Im}(AP))$, et $u_Q$ est injective, donc conserve la dimension. Ainsi $\operatorname{rg}(QAP)=\dim\operatorname{Im}A=\operatorname{rg}A$.

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Matrices : Invariance par multiplication par une matrice inversible