Calcul matriciel

Produit A×BA\times B et B×AB\times A : matrice inversible - Exercice 2

7 min
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Question 1
On considère les matrices A=(123014001)A=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {2} & {3} \\ {0} & {1} & {4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right) et B=(125014001)B=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {-2} & {5} \\ {0} & {1} & {-4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right).

Montrer que AA est la matrice inverse de BB.

Correction
  • Une matrice carrée d'ordre AA est inversible si et seulement si il existe une matrice BB telle que A×B=InA\times B=I_{n} et\red{\text{et}} B×A=InB\times A=I_{n} InI_{n} correspond à la matrice identité .
  • Il nous faut donc calculer A×BA\times B et B×AB\times A. Nous allons détailler le calcul pour A×BA\times B et pour B×AB\times A nous donnerons le résultat à la calculatrice.
    D’une part :\text{\blue{D'une part :}}
    A×B=(123014001)(1×1+2×0+3×01×(2)+2×1+3×01×5+2×(4)+3×10×1+1×0+4×00×(2)+1×1+4×00×5+1×(4)+4×10×1+0×0+0×10×(2)+0×1+1×00×5+0×(4)+1×1)(125014001)A\times B=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {2} & {3} \\ {0} & {1} & {4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right){\mathop{\left(\begin{array}{ccc} {1\times 1+2\times 0+3\times 0} & {1\times \left(-2\right)+2\times 1+3\times 0} & {1\times 5+2\times \left(-4\right)+3\times 1} \\ {0\times 1+1\times 0+4\times 0} & {0\times \left(-2\right)+1\times 1+4\times 0} & {0\times 5+1\times \left(-4\right)+4\times 1} \\ {0\times 1+0\times 0+0\times 1} & {0\times \left(-2\right)+0\times 1+1\times 0} & {0\times 5+0\times \left(-4\right)+1\times 1} \end{array}\right)}\limits^{\left(\begin{array}{ccc} {1} & {-2} & {5} \\ {0} & {1} & {-4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right)}}
    A×B=(123014001)(100010001)(125014001)A\times B=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {2} & {3} \\ {0} & {1} & {4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right){\mathop{\left(\begin{array}{ccc} {1} & {0} & {0} \\ {0} & {1} & {0} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right)}\limits^{\left(\begin{array}{ccc} {1} & {-2} & {5} \\ {0} & {1} & {-4} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right)}}
    A×B=(100010001)A\times B=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {0} & {0} \\ {0} & {1} & {0} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right)
    Ainsi :
    A×B=I3A\times B=I_3

    D’autre part : Avec la calculatrice\text{\blue{D'autre part : Avec la calculatrice}}
    On obtient :
    B×A=(100010001)=I3B\times A=\left(\begin{array}{ccc} {1} & {0} & {0} \\ {0} & {1} & {0} \\ {0} & {0} & {1} \end{array}\right)=I_{3}

    Conclusion :\text{\blue{Conclusion :}}
    Il en résulte donc que AA est bien la matrice inverse de BB .