[PDF] MAT 1200: Introduction à lalgèbre linéaire





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LES DÉTERMINANTS DE MATRICES

2- Le déterminant d'une matrice . 3- Calcul du déterminant pour une matrice ... Déterminants de matrices carrées de dimensions 4x4 et plus .



Cours de mathématiques - Exo7

Le déterminant permet de savoir si une matrice est inversible ou pas et de façon plus générale



Matrices déterminants 1. Les matrices

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L1 MASS : Alg`ebre Linéaire Cours 9 mars 2006 Déterminants

Seules les matrices carrées ont des déterminants. Déterminants d'ordre 1 2 et 3. Le déterminant d'une matrice 1 × 1 est son coefficient 



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Cours 3: Inversion des matrices dans la pratique

Inverse d'une matrice. Critère d'inversibilité : le déterminant. 2. Pivot de Gauss sur les matrices. But de l'algorithme. Présentation de la méthode.



Déterminant

On retrouve ici qu'une matrice triangulaire est inversible si et seulement si tous ces coefficients diagonaux sont non nuls. 2.3 Déterminant d'une famille de 



Déterminants

3.2 Propriétés du déterminant grâce aux matrices élémentaires et à Gauss-Jordan . . . . . . . . . . . 4 PCSI de l'Essouriau 19-20



ANALYSE MATRICIELLE ET ALGÈBRE LINÉAIRE APPLIQUÉE

de l'artillerie il rédige un cours de mathématiques à l'usage de la marine et Deux matrices semblables ont même trace



Chapitre 3 - Déterminants - Cours

Lycée Blaise Pascal - TSI 2 - Jérôme Von Buhren - http://vonbuhren.free.fr. CHAPITRE 3. Déterminants. Plan du chapitre. I Déterminant d'une matrice carrée .



LES DÉTERMINANTS DE MATRICES - HEC Montréal

confusion entre deux matrices contenant le même nombre d'entrées Par exemple une matrice de dimension 34 possède 3 rangées et 4 colonnes Celle?ci serait distincte d'une matrice 43 qui a 4 rangées et 3 colonnes quoiqu'elle compte également 12 entrées



Déterminant (mathématiques) : définition de Déterminant

Le déterminant permet de savoir si une matrice est inversible ou pas et de façon plus générale joue un rôle important dans le calcul matriciel et la résolution de systèmes linéaires Dans tout ce qui suit nous considérons des matrices à coef?cients dans un corps commutatif K les principaux exemples étant K = R ou K = C Nous



1 Qu'est-ce que le déterminant d'une matrice? - univ-toulousefr

Proposition 1 3 Le déterminant d'une matrice est nul dès lors que deux olonnesc de ettec matrice sont identiques La preuve de cette proposition nécessite deux résultats intermédiaires Lemme 1 4 Le déterminant d'une matrice est nul dès lors que deux olonnces onséccutives de ettec matrice sont identiques 2



Chapitre 3 : Les matrices - Claude Bernard University Lyon 1

Une matrice carrée D = dij est dite diagonale si tous ses éléments non diagonaux sont nuls Une telle matrice est fréquemment notée D =diag(d11d22 dnn) où certains ou tous les scalaires dii peuvent être égaux à zéro Exemples 1 100 030 002 = D 2 40 05 = ? D 3 1000 0000 0020 0005



Exo7 - Cours de mathématiques

1 3 Addition de matrices Dé?nition 3 (Somme de deux matrices) Soient A et B deux matrices ayant la même taille n p Leur somme C = A+B est la matrice de taille n p dé?nie par cij = aij + bij En d’autres termes on somme coef?cients par coef?cients Remarque : on note indifféremment aij où aij pour les coef?cients de la



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Le d´eterminant nous donne une nouvelle m´ethode pour calculer l’inverse d’une matrice carr´ee La matrice (A ij ) 1?ij?n des cofacteurs est appel´e la comatrice de A not´ee com(A) Si A est une matrice (nn) elle est inversible si et seulement si det(A) 6= 0

Comment définir le déterminant de la matrice?

Les vecteurs colonnes de la matrice peuvent être identifiés à des éléments de l'espace vectoriel . Ce dernier est muni d'une base canonique. Il est alors possible de définir le déterminant de la matrice A comme le déterminant du système de ses vecteurs colonnes relativement à la base canonique.

Est-ce que le déterminant d'une matrice est nul?

Le déterminant d'une matrice est nul dès lors que deux olonnesc de ettec matrice sont identiques. La preuve de cette proposition nécessite deux résultats intermédiaires.

Quel est le déterminant de la matrice identité?

Il est noté det ( A) puisqu'il n'y a pas d'ambiguïté sur la base de référence. Par définition même, le déterminant dépend de façon linéaire de chaque colonne, et est nul lorsque deux colonnes sont égales. Le déterminant de la matrice identité vaut un.

Comment calculer le déterminant de la matrice triangulaire?

où M’ est une matrice triangulaire supérieure d’ordre n-1et où ?11est le premier coef?- cient diagonale de M. La propriété précédente permet d’af?rmer que det(M)=?11M’. Appliquons l’hypothèse de récurrence: le déterminant de M’ est égal au produit des coef?cients diagonaux de M’.

MAT 1200: Introduction à lalgèbre linéaire

MAT 1200:

Introduction à l"algèbre linéaire

Robert Guénette et Saïd EL MORCHID

Département de Mathématiques et de Statistique

Chapitre 5: Les Déterminants

Références

Déterminants d"ordre 1 et 2

Définitions

Exemples

Déterminants d"ordre n

Définition

Conséquences

Déterminant d"un produit et matrices inversibles

Déterminant de la matrice transposée

Les déterminants et les matrices inversibles

Sous-matricesAij- Mineur- Cofacteurs

Mineur

Cofacteur

Le déterminant d"une matricenn

Matrice des cofacteurs. Matrice adjointe

La règle de Cramer pour résoudre un système

Références:

Notes de cours chapitre 5 .

Livre: Chapitre 3 page 175

Déterminants d"ordre 1 et 2

Définitions

1.

Cas d"une matrice 11:

SoitA= (a11)une matrice de type 11, le déterminant deAest det(A) =ja11j=a11 2

Cas d"une matrice 22:

SoitA=a

11a12 a 21a22
. Le déterminant deAest le nombre réel det(A) =a 11a12 a 21a22
=a11a22a12a21Exemple

Calculer le déterminant de la matrice

A=1 5 2 4

Déterminants d"ordre n

Définition générale

On définit le déterminant par la formule

detA=a

11:::a1n.

........a n1:::ann= X oùPnest l"ensemble des permutations de l"ensemblef1;2;:::;nget sign() = (1)N()est la signature de. Le nombreN()est défini comme le

nombre d"inversions parmi l"ensemble de tous les couplesf(i;j)ji l"ensemble des couples (31)(32)(12))N() =2)sign() =1

Conséquences immédiates de la définition

Personne ne songerait à utiliser cette définition pour évaluer un déterminant d"ordre plus élevé car fait intervenir une somme dentermes ce qui est impraticable. Son intérêt est purement théorique et permet de dégager rapidement les propriétés du déterminant. I

Linéarité par rapport à une ligne

det 0 B

BBBBB@L

1 L i+Ti L n1 C

CCCCCA=det0

B

BBBBB@L

1 L i L n1 C

CCCCCA+det0

B

BBBBB@L

1 T i L n1 C

CCCCCA

I

Multiplication d"une ligne par un nombre réelc

det 0 B

BBBBB@L

1 c L i L n1 C

CCCCCA=cdet0

B

BBBBB@L

1 L i L n1 C

CCCCCA

Conséquences immédiates (suite)

I Si la matriceBest obtenue à partir de la matriceAen permutant 2 lignes, alors detB=detA. I

SiApossède une ligne nulle, alors detA=0.

I

SiAcontient deux lignes identiques, alors detA=0.

I SiAest une matrice triangulaire inférieure ou supérieure d"ordren, alors detA=a11a22a33:::ann=le produit de la diagonale I Si la matriceBest obtenue à partir de la matriceAen appliquant l"opération élémentairec Li+Lj!Lj, alors detB=detA.Exemple Evaluer le déterminant en appliquant des opérations élémentaires sur les lignes, i.e. par élimination de Gauss12 5 02 0 413 1 0 7

0 42 0

Déterminant d"un produit et matrices inversibles

Proposition:

SiEest une matrice élémentaire, on a que

detEA=detEdetAPar induction, on obtient le résultat suivant.

Corollaire:

det(E1E2:::EkA) =detE1detE2:::detEkdetAThéorème: Une matrice carréeBest inversible si et seulement si detB6=0.Théorème:

SoitAetBdeux matrices carrées. On a que

det(AB) =detAdetB

Déterminant de la matrice transposée

Théorème:

SoitAune matrice carrée. On a que

detAt=detAConséquence: opérations sur les colonnes

SoitAune matrice carrée.

a) Si une matrice Best obtenue en ajoutant à une colonne de la matriceA un multiple d"une autre de ses colonnes, alors detB=detA. b) Si Best la matrice obtenue en permutant deux colonnes deA, alors detB=detA. c) S iBest la matrice obtenue en multipliant une colonne deApark, alors detB=kdetA.Exemple: Calculer le déterminant de la matrice par des opérations élémentaires sur les colonnes. A=0 B

B@28 6 8

39 5 10

3 0 12

14 0 61

C CA

Les déterminants et les matrices inversibles

Théorème:

Une matrice carrée est inversible si et seulement si detA6=0.

SiAest une matrice carrée inversible, alors

detA1=1detA:Exemple: Est ce que la matrice suivante est inversible? Si oui, calculer detA1. A=0 B

B@31 25

0 536

6 77 4

58 0 91

C

CAThéorème:

Soient~u1;~u2;;~un,nvecteurs deRnetAla matrice dont les colonnes ou les lignes sont les vecteurs ~ui. Alors~u1;~u2;;~unsont indépendants si et seulement si le déterminant deAest non nul.

Sous-matricesAijet mineursMijMineur

SoitA= (aij)une matrice carrée de typenn. Alors la matriceAijde type (n1)(n1)désigne la sous-matrice formée des éléments deAqui restent après avoir supprimé laiemeligne et lajemecolonne. Le déterminant de la sous-matriceAijest appeléle mineurdeaijet est noté parMij.Exemple

Soit la matrice

A=0 B

B@12 5 0

2 0 41

3 1 0 7

0 42 01

C CA Trouver les sous-matricesA32,A43et calculerM32,M43.

Cofacteur

Définition

SoitA= (aij)une matrice carrée de typenn. On appellecofacteurde l"élémentaijle nombre C ij= (1)i+jMij= (1)i+jdetAij:Exemple

Soit la matrice

A=0 @12 5 2 0 4

3 1 01

A

Trouver les cofacteursC21,C22etC23.

Exemple:

Calculer le déterminant de la matrice

A=0 @1 5 0 2 41 02 01 A

Le déterminant d"une matricennDéfinition

Le déterminant d"une matriceA= (aij)de typennest detA=a11C11+a12C12++a1nC1n =a11detA11a12detA12+ +(1)1+na1ndetA1n On dit qu"on a développé le déterminant par rapport à la première ligne.Exemple:

Calculer le déterminant de la matrice

A=0 B

B@6 0 0 5

1 7 25

2 0 0 0

8 3 1 81

C CA

Théorème:

Le déterminant d"une matriceA= (aij)de typennpeut être calculé par un développement selon n"importe quelle ligne ou selon n"importe quelle colonne.

Le développement selon laiemeligne s"écrit:

detA=ai1Ci1+ai2Ci2++ainCin Le développement selon lajemecolonne s"écrit: detA=a1jC1j+a2jC2j++anjCnj

Exemple:

Calculer le déterminant de la matrice

A=0 B

BBB@37 8 96

0 25 7 3

0 0 1 5 0

0 0 2 41

0 0 02 01

C CCCA

Matrice des cofacteurs. Matrice adjointe

Définition:

SoitAune matrice carrée de typenn. La matrice des cofacteurs deA, notée Cof(A), est la matrice obtenue deAen remplaçant chaque termeaijpar son cofacteur. On a

Cof(A) =0

B BB@C

11C12C1n

C

21C22C2n

C n1Cn2Cnn1 C

CCADéfinition:

La matrice adjointe deA, notée adjA, est la transposée de la matrice des cofacteurs deA. On a adjA=0 B BB@C

11C21Cn1

C

12C22Cn2

C

1nC2nCnn1

C CCA

Théorème: Une Formule de l"inverse

SoitAune matrice inversible de typenn. Alors

A

1=1detA(adjA):Exemple:

Calculer l"inverse de la matrice

A=0 @2 1 3 11 1 1 421 A La règle de Cramer pour résoudre un système

Dans cette section, on considère

Aune matrice inversible de typenn,

~bun vecteur deRn, Ai(~b)la matrice obtenue en remplaçant dansAlaiemecolonne par le vecteur ~b. (S)le système linéaireA~x=~b.Théorème: La règle de Cramer Les composantes de l"unique solution du système(S)sont données par x i=detAi(~b)detA;i=1;2;nExemple Résoudre par le règle de Cramer les systèmes (S1)3x2y=6

5x+4y=8

(S2)8 :2x+y+3z=2 xy+z=1 x+4y2z=1quotesdbs_dbs30.pdfusesText_36
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