Résoudre un système linéaire à l'aide de matrices - Exercice 1
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Question 1
On considère le système linéaire suivant : S1:{2x5x++3y7y==512
Ecrire ce système sous la forme matricielle AX=B en précisant A, X et B .
Correction
Le système S1 s'écrit sous forme matricielle AX=B avec A=(2537) ; X=(xy) et B=(512) .
Question 2
Vérifier que la matrice A est inversible .
Correction
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c
Nous avons A=(2537) Ainsi : det(A)=2×7−3×5 det(A)=14−15 Finalement :
det(A)=−1
Comme det(A)=0 alors la matrice A est alors inversible.
Question 3
Déterminer la matrice inverse de A que l'on note A−1 .
Correction
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c .
Une matrice est inversible si et seulement si det(A)=0 et la matrice inverse de A est égale à A−1=det(A)1(d−c−ba)
Soit A=(2537) La matrice inverse de A notée A−1 est alors égale à : A−1=det(A)1(d−c−ba) A−1=−11(7−5−32) Finalement :
A−1=(−753−2)
Question 4
En déduire une solution du système linéaire S1 .
Correction
Le système S1 s'écrit sous forme matricielle AX=B Nous savons alors que : AX=B A−1×AX=A−1×B . On a introduit la matrice A−1 et on rappelle que A−1×A=I2 I2×X=A−1×B X=A−1×B Ici, avons démontré un résultat du cours. Nous aurions pu également directement utiliser un théorème du cours . Mais dans tous les cas, soit la démonstration ou la formule conviendra ( à vous de choisir ;) )
Si A est inversible alors le système d'équation linéaires dont l'écriture matricielle est AX=B admet une unique solution. La solution est obtenue en calculant X=A−1B .
X=(−753−2)×(512) X=(−7×5+3×125×5−2×12) Ainsi : X=(11) Le couple solution est alors
S={(1;1)}
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