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Contenu

Vocabulaire des matrices

Inverse d’une matrice carrée d’ordre 2

Produit de deux matrices

Devoir d'entraînement | temps recommandé 20mn ou plus | Niveau 1 application directe du cours | séquence 4 du chapitre |
Calculatrice non autorisée
Exercice 1 (2 points)
  1. Donner une matrice ligne à coefficients entiers distincts compris entre $0$ et $6$.
    Rappel cours

    Matrice ligne et colonne
    Une matrice de dimensions $1\times p$ ( à une ligne) est appelée matrice ligne.
    Une matrice de dimensions $n\times 1$ ( à une colonne) est appelée matrice colonne

    Solution

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  2. Écrire la matrice carrée d'ordre 4 telle que : $a_{ij}= \begin{cases} 0 & si~~i=j \\ 1 & si~~i>j\\ i+j & si~~i
    Rappel cours

    Matrice nxp
    Une matrice de dimansions $n\times p$ est un tableau de nombres réels à $n$ lignes et $p$ colonnes.
    On a $M=\begin{pmatrix}a_{11}&a_{12}&a_{13}&....&a_{1p}\\ a_{21}&a_{22}&a_{23}&....&a_{2p}\\ .&.&.&...&.\\ .&.&.&...&.\\ .&.&.&...&.\\ .&.&.&...&.\\ .&.&.&...&.\\ a_{n1}&a_{n2}&a_{n3}&....&a_{np} \end{pmatrix}$
    On note $M=(a_{ij})$ où $a_{ij}$ est le coefficient de la $i$ ième ligne et de la $j$ ième colonne.

    Aide

    Si $i=j$ alors c'est un coefficient de la diagonale
    Si $i < j$ alors c'est un coefficient qui est au-dessus de la diagonale

    Solution

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Exercice 2 (2,5 points)
On considère les matrices $A$ et $B$ ci-dessous : $A=\begin{pmatrix} 2& 1&3\\-1&4&5\end{pmatrix}$ et $ B=\begin{pmatrix}1&2&3\\1&-1&1&1\\1&2&-3 \end{pmatrix}$
  1. Calculer $C=A\times B$. Détailler les calculs.
    Rappel cours

    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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  2. Peut-on calculer $B\times A$ ? Expliquer.
    Solution

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Exercice 3 (2,5 points)
Déterminer, si c'est possible, l'inverse de chacune des matrices $A$ et $B$ ci-dessous : $A=\begin{pmatrix}2&3\\1&-1\end{pmatrix}$ et$B=\begin{pmatrix}3&6\\4&8\end{pmatrix}$
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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Exercice 4 (3 points)
On considère la matrice $A=\begin{pmatrix} 0&1&-1\\-1&2&-1\\1&-1&2 \end{pmatrix}$
  1. Démontrer que $A^2=3A-2I_{3}$.
    Solution

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  • En déduire que $A$ est inversible et donner l'expression de $A^{-1}$ en fonction de $A$.
    Rappel cours

    Inverse d'une matrice carrée d'ordre $n$
    Soit $A$ une matrice carrée d'ordre $n$, $A$ est un inversible s'il existe une matrice carrée d'ordre $n$ notée $A^{-1}$ telle que $A\times A^{-1}=I_n$

    Aide

    $A^2-3AA(A-3I_3)=2I_3$

    Solution

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  • Expliciter $A^{-1}$.
    Solution

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