[PDF] Le rang 31 janv. 2006 Le rang





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Le rang

31 janv. 2006 Le rang d'une matrice A est le nombre de lignes non nulles dans sa forme ... les pivots (les premiers coefficients non nuls des lignes non ...



La méthode du pivot. La méthode du pivot (ou méthode d

La méthode du pivot (ou méthode d'élimination de Gauss) fournit un Sinon dans la matrice échélonnée tous les pivots sont sur la diagonale.



`A propos des matrices échelonnées

`a utiliser le pivot de Gauß pour mettre par manipulations élémentaires sur les lignes



MAT 1200: Introduction à lalgèbre linéaire

On appelle élément directeur (ou pivot) d'une ligne d'une matrice sa première entrée non nulle. Exemple : Déterminer les éléments directeurs de la matrice.



Notes de cours L1 — MATH120

5 oct. 2004 contient la matrice des coefficients avec une colonne ... Dans une matrice échelonnée réduite on appelle colonnes de pivot les co-.



5. Noyau dune matrice - Section 3.2

Le noyau d'une matrice A est l'ensemble des vecteurs qui sont solutions au SÉL Ax = 0. Les composantes libres correspondent aux colonnes sans pivot.



Calcul matriciel

Une matrice à n lignes et m colonnes à coefficients dans K est un tableau de La méthode du pivot de Gauss appliquée à un système



Méthode du pivot de Gauss pour inverser une matrice

Méthode du pivot de Gauss Elles « marchent » pour des matrices rectangulaires ou carrées. ... Exemples d'inversion d'une matrice carrée d'ordre 3.



Annexe 3 : Inversion de matrices par la méthode du pivot de Gauss

Dans le cas général on utilise la méthode du pivot de Gauss. Pour montrer qu'une matrice M est inversible : On applique les opérations élémentaires : • 



Résolution numérique dun système linéaire

pleinement leur usage pour manipuler des matrices de grandes tailles. La méthode du pivot conduit à passer de la matrice A à la matrice In par une ...



METHODE DU PIVOT DE GAUSS - Toutes les Maths

L™idØe de la mØthode du pivot de Gauss consiste donc à remplacer le syst?me (S) par une matrice faisant intervenir à la fois des coe¢ cients des inconnues et le second membre du syst?me exactement dans l™ordre dans lequel ils apparaissent Cette matrice s™appelle la matrice augmentØe associØe à (S):Dans notre exemple elle s



METHODE DU PIVOT DE GAUSS - {toutes les Maths}

La m´ethode du pivot (ou m´ethode d’´elimination de Gauss) fournit un algorithme simple et pratique pour r´esoudre plusieurs probl`emes d’alg`ebre lin´eaire tels que: - r´esoudre un syst`eme d’´equations lin´eaires; - calculer le d´eterminant d’une matrice; - calculer la matrice inverse; - calculer le rang d’une matrice;



Méthode du pivot de gauss et formes échelonnées (réduites)

Nous sommes ainsi conduits à conceptualiser d’une manière générale ce type de matrices-modèles Dé?nition 2 2 Une matrice rectangulaire est dite sous forme échelonnée (en lignes) si elle véri?e les trois propriétés suivantes (1) Toutes les lignes non nulles sont situées au-dessus de toutes les lignes nulles1



Cours 1: Autour des systèmes linéaires Algorithme du pivot

Methode plus "automatique" : le pivot de Gauss sur les sytémes linéaires Introduction aux matrices Méthode graphique Méthode par substitution Méthode par addition (S2) ˆ x1+3x2= 5 2x16x2= 10 on procéde à : L1L1et L2L22L1: Ainsi (S2) se réduit à x1+3x2= 5puis on paramétre les solutions comme précédemment



Analyse Num´erique Corrig´e du TD 6 - unicefr

La matrice obtenue apr`es la 1i`ere ´etape d’´elimination (2 2) a pour pivot 0 Pour continuer la m´ethode de Gauss on peut soit utiliser la strat´egie de pivot partiel ou soit celle de pivot total •Pivot partiel : on prend comme pivot le plus grand ´el´ement de la colonne 0 9 1 6



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5 Algorithme du pivot de Gauss - echelonnement D e nition Une matrice APM n;ppKqest dite echelonn ee si (i)chaque ligne non nulle de Aa son premier coe cient non nul egal a 1; (ii)si une ligne de Aest nulle toutes les suivantes le sont aussi; (iii)si une ligne non nulle de Aa son premier coe cient non nul a la colonne j alors le

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.

Comment calculer la matrice?

On définit la matrice ?A comme matrice dont tous les coefficients sont multipliés par ? : ?A=?????aij. ?Aest aussi de dimension ()np, . Exemple 2 Soient et 23 42 10 ?? ?? =?? ?? ??

Comment calculer le déterminant d’une matrice carrée?

Ainsi, la définition de la notion de déterminant d’une matrice carrée est étroitement liée à la définition du déterminant d’un système de vecteurs : det()A=det(vv12, , ,vn) GGG … On note alors () 11 1 1

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,().

Le rang L1 MASS : Alg`ebre Lin´eaireCours 31 janvier 2006

Le rang

On rappelle une d´efinition du cours pr´ec´edent : D´efinition.Une matriceBest dite´echelonn´ee en lignessi - chaque ligne non nulle deBcommence avec strictement plus de 0 que la ligne pr´ec´edente, et - les lignes nulles (ne contenant que des 0) deBviennent en bas apr`es les lignes non nulles.

Toute matriceApeut se r´eduire `a une matrice ´echelonn´ee en lignesBpar une suite d"op´erations

´el´ementaires sur les lignes. On appelleBlaforme ´echelonn´ee en lignesdeA. Une des concepts fondamentaux dans l"alg`ebre lin´eaire est lerangd"une matrice. Il admet de plusieurs d´efinitions ´equivalentes. En voici la premi`ere.

D´efinition.Lerangd"une matriceAest le nombre de lignes non nulles dans sa forme ´echelonn´ee

en lignes. On le note rgA.

Par exemple la matrice suivanteAse r´eduit en sa forme ´echelonn´ee en lignes par les pivotages

A=( (1-3 6 2

2-5 10 3

3-8 17 4)

L2←L2-2L1--------→L

3←L3-3L1(

(1-3 6 2

0 1-2-1

0 1-1-2)

L3←L3-L2-------→(

(1-3 6 2

0 1-2-1

0 0 1-1)

Donc on a rgA= 3. Pour la matrice suivante

C=( (1 3 2 1 4 1

0 1-1)

L2←L2-L1-------→(

(1 3 2 0 1-1

0 1-1)

L3←L3-L2-------→(

(1 3 2 0 1-1

0 0 0)

on a rgC= 2.

Th´eor`eme 1.Pour toute matriceAon a

Id´ee de la preuve.En r´eduisant la matriceAen une matrice ´echelonn´ee en lignes similaire `a celle-ci

((13 0 4 5

021 3 8

0 0 072

0 0 0 0 0)

lespivots(les premiers coefficients non nuls des lignes non nulles) sont danslignes distincteset dans descolonnes distinctes. Donc on a

Le nombre de pivots est aussi le nombre de lignes non nulles de la forme ´echelonn´ee deA, d"o`u

nombre de pivots = rgA.

La matrice des coefficients

On peut associer une matrice `a chaque membre d"un syst`eme lin´eaire. Pour le syst`eme ?x-3y+ 6z+ 2w=-1,

2x-5y+ 10z+ 3w= 0,

3x-8y+ 17z+ 4w= 1,

on a des matrices A=( (1-3 6 2

2-5 10 3

3-8 17 4)

,b=( (-1 0 1) avecAlamatrice des coefficientsregroupant les coefficients des variables du membre de gauche du syst`eme, et le vecteur colonnebcontient le membre de droite. Quand on met les deux ensemble, on a lamatrice augment´eequ"on a d´ej`a vue

A=?A??b?=(

(1-3 6 2

2-5 10 3

3-8 17 4?

?????-1 0 1)

Le rang et les syst`emes lin´eaires

On va ´etudier les syst`emes lin´eaires en consid´erant le membre de gauche comme fixe, mais

le membre de droite comme ´eventuellement variable. Dans cette optique, il est convenable de

consid´erer le rang d"un syst`eme lin´eaire comme d´ependant uniquement de son membre de gauche.

D"o`u :

D´efinition.Lerangd"un syst`eme lin´eaire est le rang de sa matrice des coefficientsA.

Par exemple, le rang du syst`eme (‡) est 3, selon les calculs faits sur la page pr´ec´edente.

Pour r´esoudre un syst`eme lin´eaire on fait des op´erations ´el´ementaires et pivotages soit sur

les ´equations, soit sur la matrice augment´ee?A. A la fin, la forme ´echelonn´ee du syst`eme lin´eaire

correspond `a la forme ´echelonn´ee en lignes de?A, et le membre gauche du syst`eme ´echelonn´e

correspond `a la forme ´echelonn´ee en lignes de la matrice des coeffientsA. On en d´eduit :rg

?A= nombre de lignes du syst`eme ´echelonn´e non de la forme 0 = 0.

rgA= nombre de lignes du syst`eme ´echelonn´e non de la forme 0 = 0 ou 0 =caveccnon nul.Ce que nous connaissons sur la solution des syst`emes lin´eaires se traduit par les parties (a) et

(b) du th´eor`eme suivant : Th´eor`eme 2.Consid´erons un syst`eme lin´eaire dem´equationsenninconnuesavec matrice des coefficientsA, membre de droiteb, et matrice augment´ee?A=?A??b?. (a)Pour un membre de droitebparticulier, le syst`eme lin´eaire a une solution si et seulement si on argA= rg?A. (b)Quand elles existent, les solutions d´ependent den-rgAparam`etres ind´ependants. La partie (c) se d´eduit du Th´eor`eme 1 ci-dessus.

Quand on r´eduit la matrice augment´ee d"un syst`eme lin´eaire `a sa forme ´echelonn´ee en lignes,

parfois on termine avec une matrice contenant autant de pivots que de lignes dans la partie gauche de la matrice, comme celle-ci :( (13 4 15 024-6

0 0 01?

2 On peut r´esoudre un tel syst`eme ´echelonn´e quelque soit le membre de droite.

Mais parfois on termine avec une matrice augment´ee ´echelonn´ee avec moins de pivots que de

lignes dans la partie gauche, comme celle-ci : (13 4 15 024-6

0 0 0 0?

La derni`ere ligne correspond `a une ´equation de la forme 0 =?, o`u le?d´epend du membre de

droitebdu syst`eme non ´echelonn´e du d´epart. Pour certainsb, le?prend la valeur 0, et le syst`eme

a des solutions. Pour d"autresb, le?est non nul, et le syst`eme n"a pas de solutions. Or quand on a un syst`eme lin´eaire dem´equationsenninconnuesavec matrice des coeffi-

cientsA, le nombre de pivots dans la partie gauche de la matrice ´echelonn´ee est rgA, et le nombre

de lignes estm. Donc les deux situations ci-dessus correspondent `a d"abord rgA=m, et ensuite rgA < m. On a donc le th´eor`eme suivant : Th´eor`eme 3.Consid´erons un syst`eme lin´eaire dem´equationsenninconnuesavec matrice des coefficientsA, membre de droiteb, et matrice augment´ee?A=?A??b?. (a)Quand on argA=m, le syst`eme lin´eaire a des solutions quelque soit le membre de droite b. (b)Quand on argA < m, le syst`eme lin´eaire a des solutions pour certains membres de droite bmais pas pour tout membre de droite. 3quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34
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