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scalaire et une matrice colonne ou une matrice carrée s'obtient en multipliant tous les éléments de cette matrice par ce scalaire. α. ( x y. ) = ( αx αy. ) α.
TP3 R - Matrices et suites
Remarques : – Le langage R contrôle l'adéquation des dimensions dans le produit matriciel. – sum(v*w) effectue aussi le produit scalaire de v et w. B = matrix(c
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15 oct. 2014 Preuve : Ce sera vu dans le cours sur la diagonalisation des matrices symétriques. D. 6. Page 8. 2.4 Produit scalaire. Définition 2.7 On dit ...
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Par bilinéarité du produit scalaire on en déduit que pour toute matrice diagoale D
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Multiplication de deux matrices et de dimensions respectives Forme échelonnée d'une matrice . ... Propriétés : Soit et deux matrices et un scalaire.
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nous a fait découvrir que le produit de deux matrices est une nouvelle matrice dont chaque élément est calculé comme le produit scalaire entre un vecteur
Matrices Les vecteurs Vecteurs et transposé Addition de vecteurs
Matrices. 1 / 47. Les vecteurs. Les matrices. Multiplication matricielle Le produit scalaire est l'intensité (signée) de la projection d'un vecteur.
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Nous avons vu que la multiplication de deux matrices (A et B) quelconques n'est Néanmoins le produit matriciel est bien une matrice et non un scalaire!
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Soit M une matrice commutant avec toutes les matrices orthogonales de Mn(IK). On veut l`a encore montrer que M est une matrice scalaire.
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scalaire on en déduit que pour toute matrice diagoale D
Chapitre 3 : Les matrices - Claude Bernard University Lyon 1
La matrice ?In pour tout ?? est appelée matrice scalaire C’est la matrice diagonale dont les éléments diagonaux sont tous égaux à ? Exemple 3 00 00 00 ? ?= ? ? I Remarque On parle de « matrice scalaire » car elle joue le même rôle que celui d’un scalaire dans la multiplication d’une matrice par un scalaire : AI
Chapitre 3 : Les matrices
Page 3 sur 7 Multiplication de deux matrices m et n de dimensions respectives H et H : L É È È Ç = 5 50?0 = 6 5 = 6 6?0 ?? ? = Ü 5 = Ü 6? Ü á
Exo7 - Cours de mathématiques
L’addition et la multiplication par un scalaire se comportent sans surprises : Proposition 1 Soient A B et C trois matrices appartenant à Mnp(K) Soient 2K et 2K deux scalaires 1 A+B = B +A : la somme est commutative 2 A+(B +C) = (A+B)+C : la somme est associative 3 A+0 = A : la matrice nulle est l’élément neutre de l’addition 4
Cours et exercices corrigés - Dunod
3 5 Produit scalaire 93 3 6 Matrices et déterminants en petite dimension 96 3 7 Produit vectoriel 108 3 8 Aires 112 3 9 Volumes 114 Exercices 114 Corrigés 116 Chapitre 4 Introduction aux matrices 125 4 1 Dé?nitions 126 4 2 Opérationssurlesmatrices 128 4 3 Base canonique de M m;n ( ) 130 4 4 Matrices remarquables 131
MATRICES ET DETERMINANTS
• Une matrice diagonale dont les éléments diagonaux sont tous égaux est dite scalaire » Une matrice scalaire dont les« éléments diagonaux valent 1 est dite « identité » et se note I n • Une matrice à une ligne s’appelle« matrice-ligne » et une matrice à une colonne s’appelle « matrice-colonne »
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Pour pourvoir multiplier une matrice A de dimension (n p) par une matrice B il faut et il suffit que B ait autant de lignes que A a de colonnes : que B soit de dimension (p r) À ce moment-là : • La matrice produit AB a le même nombre de lignes que A soit n • La matrice produit AB a le même nombre de colonnes que B soit r
Qu'est-ce que la matrice scalaire?
La matrice ?In, pour tout ??, est appelée matrice scalaire. C’est la matrice diagonale dont les éléments diagonaux sont tous égaux à ?. Exemple 3 00 00 00 ??? ?? ?=??? ????? I Remarque On parle de « matrice scalaire » car elle joue le même rôle que celui d’un scalaire dans la multiplication d’une matrice par un scalaire : AI()?pn==()??IAA.
Comment calculer la multiplication d'une matrice par un scalaire ?
Calculatrice pour la multiplication d'une matrice par un scalaire: La multiplication de deux matrices A et B nécessite que le nombre de colonnes de la première matrice soit égal au nombre de lignes de la seconde. Le produit obtenu en multipliant les éléments des lignes et des colonnes est additionné.
Comment savoir si une matrice est carrée ?
Si pour une matrice, n = m, alors la matrice est appelée une matrice carrée. Les éléments de la matrice pour les indices i = j sont les éléments de la diagonale principale. Les éléments de la partie inférieure gauche à la partie supérieure droite sont appelés diagonale secondaire.
Quelle est la différence entre une matrice de dimension et un ensemble de matrices de dimension?
Une matrice de dimension (n,1)est une matrice colonne. Une matrice de dimension (1,p)est une matrice ligne. Notation: L’ensemble des matrices de dimension (np,)est noté Mnp,().
![Matrices Les vecteurs Vecteurs et transposé Addition de vecteurs Matrices Les vecteurs Vecteurs et transposé Addition de vecteurs](https://pdfprof.com/Listes/18/2274-1803_matrices.pdf.pdf.jpg)
Matrices
Vincent Nozick
Vincent NozickMatrices1 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Les vecteurs
Un vecteur
(colonne) : x=0 B BB@x 1 x 2... x n1 CCCAVincent NozickMatrices2 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Vecteurs et transpose
x=0 B BB@x 1 x 2... x n1 CCCAx>=x1x2xn
Autrement dit:
0 B BB@x 1 x 2... x n1 CCCA=x1x2xn>Vincent NozickMatrices3 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Addition de vecteurs
x=0 B BB@x 1 x 2... x n1 CCCAy=0
B BB@y 1 y 2... y n1 CCCAx+y=0
B BB@x 1+y1 x2+y2...
x n+yn1 C CCA Conditions :xetysont de m^eme dimension.Vincent NozickMatrices4 / 47 Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesProduit scalaire
x=0 B BB@x 1 x 2... x n1 CCCAy=0
B BB@y 1 y 2... y n1 C CCA produit scalaire: x >y=x1y1+x2y2++xnyn =Pn i=1xiyiConditions :xetysont de m^eme dimension.Vincent NozickMatrices5 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Produit scalaire
Propriete geometrique :Le produit scalaire est l'intensite (signee) de la projection d'un vecteur sur un autre.Vincent NozickMatrices6 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Produit scalaire
Propriete geometrique :
uv=kukkvkcos ouest l'angle entreuetv(valable pour toutes dimensions).Applications geometriques :
!trouver l'angle entre 2 vecteurs :=cos1 uvkukkvk!!trouver la projection deusurv: projv(u) =uvkvkvkvkVincent NozickMatrices7 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Produit vectoriel
x=0 @x 1 x 2 x 31A y=0 @y 1 y 2 y 31
A z=xy=0 @x
2y3x3y2
x3y1x1y3
x1y2x2y11
A Conditions :deni uniquement en dimension 3.Vincent NozickMatrices8 / 47 Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesNorme de vecteurs
Proprietes :
kxk>0ssix6=0etkxk= 0ssix=0 kkxk=jkj:kxk kx+yk kxk+kykNormeL1:kxk1=Pn i=1jxij(norme de Manhattan)NormeL2:kxk2=px
21+:::+x2n(norme euclidienne)
NormeLp:kxkp=Pn
i=1jxijp 1pNormeL1:kxk1= maxjx1j;:::;jxnj
Vincent NozickMatrices9 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Les matrices
Une matrice :M=2
4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
5Vincent NozickMatrices10 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Les matrices
Element d'une matrice :Mij
M=2 4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
5 |{z} j9 i i: lignesj: colonnesVincent NozickMatrices11 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Addition matricielle
M=2 4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
5 N=2 4n11n12n13
n21n22n23
n31n32n333
5A=M+N=2
4m11+n11m12+n12m13+n13
m21+n21m22+n22m23+n23
m31+n31m32+n32m33+n333
5 A ij=Mij+Nij! O(n2)Vincent NozickMatrices12 / 47 Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesMultiplication matrice-vecteur
y=Mx=2 4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
50@x 1 x 2 x 31
A 0 @m
11x1+m12x2+m13x3
m21x1+m22x2+m23x3
m31x1+m32x2+m33x31
A Mx=0 @m>1x m >2x m >3x1A!produit scalaire
!produit scalaire !produit scalaireoum>icorrespond a laiemeligne deMVincent NozickMatrices13 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Multiplication vecteur-matrice
y >=x>M=x1x2x32 4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
5 0 @m11x1+m21x2+m31x3
m12x1+m22x2+m32x3
m13x1+m23x2+m33x31
A> x >M=0 @x>m1 x>m2 x>m31 A> !produit scalaire !produit scalaire !produit scalaireoumjcorrespond a lajemecolonne deMVincent NozickMatrices14 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Produit exterieur
Produit scalaire :x>y=u
Produit externe :xy>=A
0 B BB@x 1 x 2... x n1 C CCA y1;y2;;ym
=2 6 664x1y1x1y2x1ym
x2y1x2y2x2ym............
x ny1xny2xnym3 7 775A
ij=xiyjVincent NozickMatrices15 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Multiplication matricielle
A=MN=2
4m11m12m13
m21m22m23
m31m32m333
524n
11n12n13
n21n22n23
n31n32n333
5 24m>1n1m>1n2m>1n3
m>2n1m>2n2m>2n3 m>3n1m>3n2m>3n33 5 oum>icorrespond a laiemeligne deM etnjcorrespond a lajemecolonne deNVincent NozickMatrices16 / 47 Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesMultiplication matricielle
Pour chacune desmncase deA:
1 produit scalaire delelements.
complexite :O(lmn) O(n3)Vincent NozickMatrices17 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
Introduction :
multiplication matricielle standard :O(n3) avec la methode de Strassen :O(nlog27) =O(n2:81) methode recursive.ecace seulement sur les grosses matrices.Vincent NozickMatrices18 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
Methode :rs
tu=ab cdef ghVincent NozickMatrices19 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
ae+bgaf+bh ce+dgcf+dh=ab cdef gh8 produits de sous matrices
4 additions de sous matrices
Vincent NozickMatrices20 / 47
Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesStrassen
rs ae+bgaf+bh tu ce+dgcf+dh=ab cdef gh on denit : P1=afah
P2=ah+bh
P3=ce+de
P4=dgde
P5=ae+ah+de+dh
P6=bg+bhdgdh
P7=ae+afcecftel que :
r=P5+P4P2+P6 s=P1+P2 t=P3+P4u=P1+P5P3P7Vincent NozickMatrices21 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
P1=afah
P2=ah+bh
P3=ce+de
P4=dgde
P5=ae+ah+de+dh
P6=bg+bhdgdh
P7=ae+afcecfP
1=a(fh)
P2= (a+b)h
P3= (c+d)e
P4=d(ge)
P5= (a+d)(e+h)
P6= (bd)(g+h)
P7= (ac)(e+f)Vincent NozickMatrices22 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
P1=a(fh)
P2= (a+b)h
P3= (c+d)e
P4=d(ge)
P5= (a+d)(e+h)
P6= (bd)(g+h)
P7= (ac)(e+f)
r=P5+P4P2+P6 s=P1+P2 t=P3+P4 u=P1+P5P3P7!7 produits de sous matrices !18 additions de sous matrices ce qui comporte moins d'operations que 8 produits de sous matrices 4 additions de sous matricesVincent NozickMatrices23 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Strassen
Remarques :
ecace sur les grosses matrices, mais pas sur les petites. pas tres stable numeriquement. gestion specique de la memoire.Vincent NozickMatrices24 / 47 Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietesVerication du produit matriciel
Methode :
SoitC=AB
Le produit de la matriceAavec le vecteur somme-des-lignesbde la matriceBdoit ^etre egal au vecteur somme-des-lignescde la matrice C. Ab=cSiAb6=c, alors il y a une erreur de calcul.
La reciproque n'est pas forcement vraie.
Vincent NozickMatrices25 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Verication du produit matriciel
Exemple :
C=AB2 15
4 22 =1 3 2 4 2 30 4c=2 + 15
4 + 22
=1726b=2 + 3
0 + 4 =5 4Vincent NozickMatrices26 / 47Les vecteursLes matr icesMultiplicatio nmatricielle T ypede matrices Prop rietes
Verication du produit matriciel
Exemple :c=17
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