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Contenu

Calculs avec les matrices

Matrices égales

Raisonnement par récurrence

Suite de matrices

Ressources associées et exercices semblables

Suites et matrices (réf 1637)
exercice

Exercice | temps recommandé entre 5 et 10mn | Niveau 2 difficulté moyenne | séquence 4 du chapitre |
On considère les matrices $A=\begin{pmatrix} 0,2&0,1\\0,2&0,3 \end{pmatrix}$ et $B=\begin{pmatrix} 0,2\\0,1 \end{pmatrix}$
On définit la suite de matrices colonnes $(U_n)$ par $U_{n+1}=AU_n+B$ pour $n\in \mathbb {N}$ et son premier terme $U_0=\begin{pmatrix} 0,1\\0,2 \end{pmatrix}$
  1. Déterminer la matrice colonne $C$ telle que $C=AC+B$.
    Rappel cours

    Matrices égales
    Deux matrice $M$ et $N$ de dimensions $n$ et $p$ sont égales si leurs coefficients sont égaux.

    Aide

    Poser $C=\begin{pmatrix}c_1\\c_2\end{pmatrix}$ et calculer d'abord $AC+B$ en fonction de $c_1$ et $c_2$

    Solution

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  2. On pose $V_n=U_n-C$
    1. Montrer que $V_{n+1}=AV_n$ pour tout $n\in \mathbb{N}$
      Aide

      On peut utliser U_{n+1}=AU_n+B$ donc $V_{n+1}=U_{n+1}-C=AU_n+B-C$...

      Solution

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    2. Démontrer par récurrence que $V_n=A^nV_0$ pour tout entier $n$
      Rappel cours

      Raisonnement par récurrence
      On considère une propriété notée $P_n$ avec $n \in \mathbb{N}$.

      • $P_0$ vraie
      • Si $P_n$ est vraie alors $P_{n+1}$ est vraie.
      • On a alors $P_n$ vraie pour tout entier naturel $n$.

      Solution

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    3. Montrer par récurrence que $A^n=\begin{pmatrix} \dfrac{0,4^n}{3}+2\dfrac{0,1^n}{3}&\dfrac{0,4^n}{3}-\dfrac{0,1^n}{3}\\&\\ 2\dfrac{0,4^n}{3}-2\dfrac{0,1^n}{3}&2\dfrac{0,4^n}{3}+\dfrac{0,1^n}{3}\\ \end{pmatrix}$ et en déduire $U_n$ en fonction de $n$
      Solution

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