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METHODE DU PIVOT DE GAUSS

Lorsque la solution du système n'est pas unique la méthode du pivot permet d'exprimer les solutions à l'aide des inconnues principales. 1 Etude d'un exemple.



Méthode du pivot de Gauss

Si on fait encore le choix par défaut du pivot il faudra faire par exemple les transformations E2 := 3E2 − 4E1 et E3 := 3E3 − 5E1 qui sont bien licites 



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RÉSOLUTION DES SYSTÈMES D'ÉQUATIONS LINÉAIRES § 1 MATRICE COMPLETE D'UN SYSTEME D'EQUATIONS LINEAIRES Exemple : est: PAR LA MÉTHODE DU PIVOT DE GAUSS



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Autrement dit la première étape de la méthode du pivot revient à faire de manière implicite la décomposition LU de A (noter que Ly = b cf exercice1 



METHODE DU PIVOT DE GAUSS - Toutes les Maths

Dans tous les cas la mØthode du pivot de Gauss permet de dØterminer si le syst?me a des solutions ou non (et notamment de savoir s™il est un syst?me de Cramer lorsque n= p) Le cas des syst?mes de Cramer à deux ou trois inconnues a ØtØ traitØ dans le chapitre 4 page 45 de "Toutes les mathØmatiques" (TLM1)



METHODE DU PIVOT DE GAUSS - {toutes les Maths}

Méthode du pivot de gauss et formes échelonnées (réduites) François DE MARÇAY Département de Mathématiques d’Orsay Université Paris-Saclay France 1 Introduction Dans ce chapitre nous allons systématiser les méthodes de calcul qui ont été illustrées sur divers exemples dans le chapitre précédent L’objectif est de mettre



Méthode du pivot de Gauss - unicefr

Le choix par d´efaut du pivot Pour appliquer la m´ethode du pivot `a un syst`eme on commence donc par y choisir une ´equation et une inconnue qu’on va rendre faciles en modi?ant les autres ´equations Le choix de la premi`ere ´equation et de la premi`ere inconnue est le choix par d´efaut Pour le syst`eme 3y +t = 1 2x +5z ?t = 2



Chapitre V La méthode du pivot de Gauss et ses applications

La méthode du pivot Théorème de Gauss-Jordan Tout système linéaire se ramène à un système échelonné équivalent en utilisant trois types d’opérations élémentaires : - Intervertir deux équations : - Intervertir l’ordre des inconnues - Remplacer une équation par La technique du pivot :



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1 Résoudre de quatre manières différentes le système suivant (par substitution par la méthode du pivot de Gauss en inversant la matrice des coef?cients par la formule de Cramer) : ˆ 2x + y = 1 3x + 7y = 2 2 Choisir la méthode qui vous paraît la plus rapide pour résoudre selon les valeurs de a les systèmes suivants : ˆ ax + y = 2

Quel est le rôle du pivot de Gauss ?

METHODE DU PIVOT DE GAUSS. La mØthode du pivot de Gauss permet la rØsolution gØnØrale des syst?mes d™Øquations linØaires à nØquations et p inconnues.

Quelle est la différence entre le pivot de Gauss et la méthode de Cramer ?

Contrairement à la méthode de Cramer, le pivot de Gauss ne requiert pas la connaissance des matrices (sauf pour sa démonstration) et donne même des solutions lorsque le système n’est pas de Cramer.

Comment utiliser l'algorithme du pivot de Gauss ?

On n'utilise presque jamais cette formule en pratique, on lui préfère l'algorithme du pivot de Gauss. Concrètement, on crée un tableau avec à gauche la matrice à inverser, et à droite la matrice identité. On réalise ensuite une suite d'opérations élémentaires sur la matrice à inverser pour la ramener à l'identité.

Quelle est la complexité algorithmique du pivot de Gauss ?

La complexité algorithmique du pivot de Gauss reste O ( n3) quand la matrice est creuse.

DERNIÈRE IMPRESSION LE20 octobre 2015 à 17:28

Algorithme de la résolution

par le pivot de Gauss d"un système 3x3

1 La méthode

1.1 Un exemple

Le but est d"éliminer successivement l"inconnuexpuisy. Prenons comme exemple le système 3 x 3 suivant en numérotant les lignes : ?2x-y=1L1 -x+2y-z=2L2 -y+2z=3L3

•On diviseL1par 2 ce qui donne la ligneL?1

•On fait la combinaisonL2-(-1)L?1qui donneL?2

•On fait la combinaisonL3-0L?1qui donneL?3inchangée

On obtient alors le système :

?x-1

2y+0z=12L?1

0x+3

2y-z=52L?2

0x-y+2z=3L?3

•On diviseL?2par32ce qui donne la ligneL??2

•On fait la combinaisonL?1-?

-12? L ??2qui donneL??1 •On fait la combinaisonL?3-(-1)L??2qui donneL??3

On obtient alors le système :

?x+0y-1

3z=43L??1

0x+y-2

3z=53L??2

0x+0y+4

3z=143L??3

PAULMILAN1CLASSES LYCÉE

•On diviseL??3par43ce qui donne la ligneL???3

•On fait la combinaisonL??1-?

-13? L ???3qui donneL???1

•On fait la combinaisonL??2-?

-23? L ???3qui donneL???2

On obtient alors le système :

?x+0y+0z=5

2L???1

0x+y+0z=4L???2

0x+0y+z=7

2L???3

On obtient alors comme solution

?5

2; 4 ;72?

1.2 Un exercice

Par la même méthode, résoudre

?x+2y+3z=4L1

5x+6y+7z=8L2

9x+10y+9z=8L3

On trouve alors comme solution :(0 ;-1 ; 2)

1.3 Le cas général

Soit le système?????a

11x+a12y+a13z=b1

a

21x+a22y+a23z=b2

a

31x+a32y+a33z=b3

On forme alors la matrice(3×4)suivante :A=((C

1C2C3 L

1a11a12a13b1

L

2a21a22a23b2

L

3a31a32a33b3))

On teste les coefficients de la colonneC1:

•Sia11?=0 on divise la ligneL1para11sinon passe au suivanta21, •sia21?=0 on échange la ligneL1etL2et on divise la nouvelle ligneL1para21 sinon on passe au suivanta31 •sia31?=0 on échange la ligneL1etL3et on divise la nouvelle ligneL1para31 sinon tous les coefficient de la colonneC1sont nuls, le système n"admet pas de solution unique.

On obtient alors la matriceA=((C

1C2C3 L

11a?12a?13b?1L2a21a22a23b2

L

3a31a32a33b3))

PAULMILAN2CLASSES LYCÉE

2. ALGORITHME

On effectue alors sur les lignesL2etL3, les combinaisons linéaires suivante :

•L2-a21L1sur la ligneL2

•L3-a31L1sur la ligneL3

On obtient alors la matriceA=(((C

1C2C3 L

11a?12a?13b?1

L

20a?22a?23b?2

L

30a?32a?33b?3)))

On effectue alors les mêmes opérations sur les colonnesC2etC3. On obtient alors, si le système admet une solution unique, la matrice :

A=(((1 0 0b???1

0 1 0b???2

0 0 1b???3)))

la solution est alors(b???1;b???2;b???3)

2 Algorithme

•On doit d"abord rentrer les coeffi-cients du système dans la matrice [A] •On effectue les tests sur les coeffi-cients des colonne 1,2 et 3. •On permute éventuellement leslignesLIetLJgrâce à l"instruction sur la Ti : "permutLigne([A],I,J)" •On effectue alors les combinaisonslinéaires des deux autres lignes L

K-aKJLJgrâce à l"instruction Ti

"?ligne+(-[A](K,I),[A],J,K)"

•On transforme alors la 4ecolonne en

listeL1grâce à l"instruction Ti "Matr?liste([A], 4 ,L1)"

•On affiche alors la listeL1qui corres-

pond à la solution du système.

Variables:I,J,Kentiers

[A]matrice,L1liste

Entrées et initialisation

Rentrer la matrice[A]

Traitement

pourJde 1 à 3faire

J→I

tant queaIJ=0faire

I+1→I

siI=4alors

Afficher "Pas de solution

unique" stop fin fin

PermuterLIetLJ

Diviser la ligneJparaJJ

pourKde 1 à 3faire siK?=Jalors

LK-aKJLJ→LK

fin fin fin

Transformer la colonne 4 en listeL1

Sorties: AfficherL1

Remarque :On peut éventuellement avoir la solution du système en fraction en remplaçant la dernière ligne du programme par :

DispL1(1)?Frac,L1(2)?Frac,L1(3)?Frac

PAULMILAN3CLASSES LYCÉE

On teste le programme avec les deux exemples.On peut éventuellement inverser la 1reet la 3e ligne au premier exemple pour tester si le pro- gramme permute bien les lignes : ?-y+2z=3

2x-y=1

-x+2y-z=2

On trouve alors : { 2.5 4 3.5 }

On peut aussi tester le programme avec un sys-

tème qui n"admet pas de solution unique, par exemple le système : ?x+2y+3z=4 x-y+z=5

2x+y+4z=9

On remarquera que l"on a ajouté l"instruction

"stop", sinon le programme testea4J=0 et se met alors en erreur de dimension car la ma- triceAn"a pas 4 lignes.

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