Calcul matriciel

Savoir si une matrice carrée d'ordre 2 est inversible et donner sa matrice inverse - Exercice 1

5 min
10
Question 1
Soit A=(2315)A=\left(\begin{array}{cc} {2} & {3} \\ {1} & {5} \end{array}\right) une matrice carrée d'ordre 22 .

La matrice AA est-elle inversible? Si oui donner alors la matrice inverse A1A^{-1} .

Correction
  • Soit A=(abcd)A=\left(\begin{array}{cc} {\red{a}} & {\blue{b}} \\ {\pink{c}} & {\green{d}} \end{array}\right) une matrice carrée d'ordre 22. On appelle deˊterminant\red{\text{déterminant}} de AA le nombre det(A)=a×db×c\det \left(A\right)=\red{a}\times \green{d}-\blue{b}\times \pink{c} .
  • Une matrice est inversible\red{\text{inversible}} si et seulement si det(A)0\det \left(A\right)\ne 0 et la matrice inverse de AA est égale à A1=1det(A)(dbca)A^{-1} =\frac{1}{\det \left(A\right)} \left(\begin{array}{cc} {\green{d}} & {-\blue{b}} \\ {-\pink{c}} & {\red{a}} \end{array}\right)
Soit A=(2315)A=\left(\begin{array}{cc} {\red{2}} & {\blue{3}} \\ {\pink{1}} & {\green{5}} \end{array}\right)
On a :
det(A)=2×53×1\det \left(A\right)=\red{2}\times \green{5}-\blue{3}\times \pink{1}
det(A)=103\det \left(A\right)=10-3
Finalement :
det(A)=7\det \left(A\right)=7

Comme det(A)0\det \left(A\right)\ne 0 alors la matrice AA est inversible\red{\text{inversible}}.
La matrice inverse de AA notée A1A^{-1} est alors égale à :
A1=1det(A)(dbca)A^{-1} =\frac{1}{\det \left(A\right)} \left(\begin{array}{cc} {\green{d}} & {-\blue{b}} \\ {-\pink{c}} & {\red{a}} \end{array}\right)
A1=17(5312)A^{-1} =\frac{1}{7} \left(\begin{array}{cc} {\green{5}} & {-\blue{3}} \\ {-\pink{1}} & {\red{2}} \end{array}\right)
Finalement :
A1=17(5312)A^{-1} =\frac{1}{7} \left(\begin{array}{cc} {5} & {-3} \\ {-1} & {2} \end{array}\right)