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Matrice diagonale

Calcul de A^n

 

Ressources associées et exercices semblables

Matrice puissance n et inverse (réf 1635)
exercice

Exercice | temps recommandé entre 5 et 10mn | Niveau 3 difficulté supérieure | séquence 4 du chapitre |
On considère les matrices $A=\begin{pmatrix} 4&-6\\ 1&-1 \end{pmatrix}$ et $P=\begin{pmatrix} 3&2\\ 1&1 \end{pmatrix}$
  1. Montrer que $P$ est inversible et calculer $P^{-1}$.
    Rappel cours

    Déterminant d'une matrice carrée d'ordre 2
    Soit $A=\begin{pmatrix} a&b\\c&d \end{pmatrix}$
    le déterminant de $A$ noté $det(A)$ est le réel $det(A)=ad-bc$} Inverse d'une matrice carrée d'ordre 2
    Soit $A=\begin{pmatrix} a&b\\c&d \end{pmatrix}$ telle que $det(A)\neq 0$.
    $A^{-1}=\dfrac{1}{det(A)}\begin{pmatrix} d&-b\\-c&a \end{pmatrix}$

    Solution

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  2. Montrer que $D=P^{-1}AP$ est une matrice diagonale.
    Rappel cours

    Matrice diagonale
    Une matrice diagonale est une matrice carrée dont tous les coefficients sont nuls sauf la diagonale.
    La matrice $\begin{pmatrix}2&0&0\\ 0&-3&0\\\ 0&0&2 \end{pmatrix} $ est une matrice diagonale d'ordre 3. Produit de deux matrices
    Le produit de la matrice $A=(a_{ij})$ de dimensions $n\times p$ par la matrice $B=(b_{ij})$ de dimensions $p\times m$ est la matrice $C=(c_{ij})=A\times B$ de dimensions $n\times m$ telle que $c_{ij}=a_{i1}b_{1j}+a_{i2}b_{2j}+...+a_{ip}b_{pj}=\sum_k=1^p a_{ik}b_{kj}$}
    Schématiquement on a:

    Solution

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  3. Montrer que pour tout entier naturel $n$ non nul on a $D^n=\begin{pmatrix} 2^n&0\\ 0&1 \end{pmatrix}$
    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 $n$.

    Aide

    On peut utiliser une démonstration par récurrence

    Solution

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  4. Déduire des questions précédentes l'expression de $A^n$ pour tout entier $n>0$
    Aide

    $D^n=D\times D....\times D=P^{-1}AP\times P^{-1}AP.....+P^{-1}AP$

    Solution

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