496. a) Soit n ∈ N*. Montrer que (A,t) ∈Mn(R) × R+,det(A2 + tIn) 0.

b) On suppose n ∈ N impair. Montrer que - In n’est pas somme de deux carrés de Mn (R ).

Solution d’après Mohamed Houkari

a) Soient A ∈ Mn(R) et t ∈ R+. On a :

(2)     (     √-  )   (     √-  )   ||  (     √-  )||2
detA+tIn = det A + i tIn det A - i tIn  = |det A + i tIn | ≥ 0.

b) Soit n ∈ N impair. Supposons pas l’absurde que -In = A2 + B2 avec A,B ∈Mn(R). On a, pour tout t ∈]0, 1[,

A2 + tI  = - (B2 + (1- t)I ).
      n                 n
Si - t0 ∈]0, 1[ n’est pas valeur propre de A2 alors A2 + t0In est inversible et
det(A2+t0In) = (- 1)n det(B2 + (1- t0)In = - det(B2 + (1- t0)In < 0,
ce qui est absurde.
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