Untitled PDF 8 mars 2018 solution particuli`

RÉSOLUTION DE SYSTÈMES À DEUX INCONNUES

Méthode des combinaisons linéaires . Solution d'un système d'équations ... 1 2 est une solution du système d'équations linéaires. 2 3 8.

SYSTÈMES DÉQUATIONS ET DROITES

Dans ce chapitre on verra deux méthodes permettant de résoudre de tels systèmes. Partie 1 : Méthode de substitution. Méthode : Résoudre un système d'équations

Titre : METHODES DADDITION ET DE CRAMER

Cette méthode est aussi appelée méthode des combinaisons ou méthode de réduction au même coefficient. Résoudre le système suivant : 3 x + 2 y = 10 (1). 4 x - y

SYSTEMES DEQUATIONS

Méthode : Résoudre un système d'équations pas la méthode des combinaisons d'éliminer une inconnue par soustraction ou addition des deux équations.

EQUATIONS DE DROITES SYSTEMES DEQUATIONS

Méthode de résolution par substitution : on vérifie que le système a une seule solution en écrivant les deux équations réduites. on a alors isolé l' inconnue y.

CHAPITRE 1 Systèmes déquations et dinéquations linéaires I

La solution du système d'après le graphique est (3 ; -1). x 0 3. Y -2 -1. Page 2. b. Résolution par substitution.

FICHE PÉDAGOGIQUE DE PRÉPARATION DUNE LEÇON Classe

Pour résoudre un système de deux équations du premier degré à deux inconnues par combinaison linéaire on procède comme dans l'activité suivante. 1.1 Activité.

Ift 2421 Chapitre 3 Résolution des systèmes déquations linéaires

Résoudre L . y = b par substitution avant. 2. Résoudre U . x = y par substitution arrière.

Systèmes déquations linéaires

Systèmes d'équations linéaires. Corrections d'Arnaud Bodin. Exercice 1. 1. Résoudre de quatre manières différentes le système suivant (par substitution

Un couple de nombres qui vérifie les deux équations est appelé solution du système Ici le coupe (1 ; 2) est solution En effet : 2×1?2=0 3×1?4×2=?5 Dans ce chapitre on verra deux méthodes permettant de résoudre de tels systèmes Partie 1 : Méthode de substitution

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Title: comment resoudre un systeme - methode par combinaison pdf Author: swiners Created Date: 6/28/2019 9:49:55 AM

Introduction
La seconde méthode élémentaire de résolution des systèmes d'équations linéaires est la méthode par combinaisons. Elle consiste à manipuler les différentes lignes du système, en les ajoutant, les multipliant, les soustrayant, pour éliminer des termeset résoudre le système.
Exemple
Résolution détaillée

Comment résoudre un système d’équation ?

Pour résoudre ce système d‘équation, il faut faire appel à l‘une des méthodes existantes. On optera ici pour la méthode de Galerkin connue par la simplicité de sa formulation et la généralisation de son application. III.6.2. Application de la méthode de Galerkin

Comment résoudre les deux équations?

Les deux équations forment un système d’équations du premier degré à deux inconnues.Sa résolution est assez simple, il suf?t de constater que les seconds membres des deux équations sont égaux.On peut développer de la façon sui- vante:

Comment résoudre un système d’équations à deux variables?

• Lorsqu’un problème comprend deux inconnues, un système d’équations à deux variables peut permettre de le résoudre. • our trouver la solution anément les équations. • On peut résoudre un système d’équations à l’aide d’une able de valeurs ou d’un graphique. he la solution du système d’équations : H 1 +5

Comment résoudre un système d'équations linéaires ?

La seconde méthode élémentaire de résolution des systèmes d'équations linéaires est la méthode par combinaisons. Elle consiste à manipuler les différentes lignes du système, en les ajoutant, les multipliant, les soustrayant, pour éliminer des termes et résoudre le système.

Algebre

Cours Fondements S1 et S2

Exercices Corriges

Fevrier 2018

March 8, 2018

1 Systemes d'equations lineaires 4

1.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Matrices26

2.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3 Espaces vectoriels35

3.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4 Sous-Espaces Vectoriels 49

4.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5 Applications lineaires83

5.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

5.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

6 Matrices Elementaires 112

6.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

6.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

1 Systemes d'equations lineaires

1.1 Enonces

Exercice 1{K=R. Nous considerons l'equation lineaire :x1+x2+x3+x4= 0.

1) Qu'est ce qu'une solution de cette equation ?

2) Donner l'ordre des variables ? Ce systeme est-il triangule ? Quelles en sont les variables libres ?

3) Donner les solutions de cette equation.

Exercice 2{K=R. Nous considerons l'equation lineaire : 2x1+x2x34x4= 5.

1) Qu'est ce qu'une solution de cette equation ?

2) Donner l'ordre des variables ? Ce systeme est-il triangule ? Quelles en sont les variables libres ?

3) Donner les solutions de cette equation comme somme d'une solution particuliere et des combinaisons

lineaires de 3 elements deR4.

4) Ecrire l'equation homogene associee. Quelles sont les solutions de cette equation ?

Exercice 3{K=R. Nous consideron le systeme d'equations lineaires : (E)"x

1+x2x3x4= 1

1+ 2x22x32x4= 0:

1) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE.

2) Quelles sont les variables libres deE0? Resoudre alorsE0.

Exercice 4{K=R. Nous considerons le systeme d'equations lineaires : (E)2 6 4x

1+x2x3x4= 1 (E1)

1+ 2x22x32x4= 0 (E2)

2x1+x2+x3+x4= 2 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systeme lineaireE? Quel est l'ordre des equationsE1;E2;E3?

2) Donner un systeme trianguleE00ayant les m^emes solutions queE. Preciser les variables libres deE00?

3) Resoudre le systeme lineaireE.

4 Exercice 5{Nous considerons le systeme d'equations lineaires : (E)2 6 4x

1+x2+x3+x4= 3 (E1)

2x1x2+ 2x33x4= 0 (E2)

4x15x2+ 4x311x4=6 (E3):

1) Donner en utilisant avec precision l'algorithme de triangulation du cours un systeme triangule ayant les

m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres du systeme triangule obtenu ?

2 ) Determiner les solutions dansR4deEa l'aide de ces variables libres. Vous exprimerez ces solutions sous

forme de la somme d'un element deR4et de l'ensemble des combinaisons de deux elements deR4que l'on precisera.

3) Quelles sont alors les solutions du systeme sans second membre associe aE?

Exercice 6{Nous considerons le systeme d'equations lineaires a coecients reels : (E)2 6 4x

1x2+x3x4= 2 (E1)

2x12x2+ 3x34x4= 3 (E2)

1x2+x4= 3 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables de ce systeme ? Donner en utilisant avec precision l'algorithme de

triangulation du cours un systeme triangule ayant les m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres

du systeme triangule obtenu ?

2 ) Determiner les solutions dansR4deEa l'aide de ces variables libres. On exprimera ces solutions sous

forme de la somme d'un element deR4et de l'ensemble des combinaisons d'elements deR4que l'on precisera.

3) M^emes questions avec le systeme d'equations lineaires :

(H)2 6 4x

1x2+x3x4= 2 (S1)

2x12x2+ 3x34x4= 3 (S2)

1+x2+x4= 3 (S3):

Exercice 7{K=R. Nous considerons le systeme d'equations lineaires : (E)2 6 4x

1+x2x3+x4= 1 (E1)

2x1+ 4x2+ 4x34x4= 0 (E2)

3x1+ 2x2+ 2x32x4= 4 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systemeE? Quel est l'ordre des equationsE1;E2;E3?

2) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres de ce

systeme triangule ?

3) Resoudre le systeme d'equations lineairesE.

Exercice 8{Nous considerons le systeme d'equations lineaires : (E)2 6 4x

1+x2x3+x4= 1 (E1)

1+ 2x2+ 3x34x4= 0 (E2)

1+ 2x23x3+x4= 2 (E3):

1) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres de ce

systeme triangule ?

2) Resoudre ce systeme en exprimant ses solutions a l'aide des variables libres du systeme triangule ?

Exercice 9{Nous considerons le systeme d'equations lineaires : (E)2 6

4x3+x2+x1= 1 (E1)

2x3+ 2x2+x1= 0 (E2)

3+x2+ 2x1= 2 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systeme lineaireE?

2) Quel est l'ordre des equationsE1;E2;E3?

3) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE.

4) Quelles sont les variables libres deE0? Quelles sont les solutions deE0? Quels sont les triplets de reels

(x1;x2;x3) de reels solutions deE?

Exercice 10{

Nous considerons le systeme de 3 equations a 4 inconnues : (E)2 6 664x

1+x2x3x4= 1 (E1)

1+x2+x32x4= 3 (E2)

2x1x2+ 2x3x4= 2 (E3)

3x1+ 3x33x4= 5 (E4):

1) Quel est l'ordre des variablesx1;x2;x3;x4de ce systeme. Trianguler ce systeme d'equations a l'aide de

l'algorithme de Gauss. Quelles sont les variables libres de ce systeme ?

2) Resoudre le systemeE. Verier les calculs.

Exercice 11{Nous considerons le systeme de 4 equations a 4 inconnues a coecients rationnels : (E)2 6 664x

1+ 2x2x3+ 2x4= 1 (E1)

2x1x2+x3+ 3x4= 1 (E2)

3x1+x2+ 5x4= 2 (E3)

13x2+ 2x3+x4= 0 (E4):

1) Quel est l'ordre des variablesx1;x2;x3;x4de ce systeme. Trianguler ce systeme d'equations a l'aide de

l'algorithme de Gauss. Quelles sont les variables libres de ce systeme ?

2) Trouver les quadruplets de nombres rationnels solutions du systeme (E).

3) Verier les calculs en testant une solution particuliere.

4) Resoudre le systeme :

(Eh)2 6 664x

1+ 2x2x3+ 2x4= 0 (E01)

2x1x2+x3+ 3x4= 0 (E02)

3x1+x2+ 5x4= 0 (E03)

13x2+ 2x3+x4= 0 (E04):

1.2 Corrections

Correction de l'exercice 1 :

1) Une solution de l'equationx1+x2+x3+x4= 0 est un quadruplet de reels (s1;s2;s3;s4) tels que

1+s2+s3+s4= 0.

La variablex1est la premiere variable, la variablex2la deuxieme,x3la troisieme etx4la quatrieme. L'equation

commence parx1. elle est d'ordre 1. Comme le systeme est constistue d'une seulle equation d'odre 1, l'ordre

des equations du systeme est strictement croissant. Le systeme est triangule. La variablex1est la seule

7 variable de t^ete. Les variablesx2;x3;x4sont les variables libres.

2) Le quadruplet de reels (x1;x2;x3;x4) est une solution de notre equation si et seulement si :

1=x2x3x4:

Ainsi , l'ensembleSdes solutions est :

S=f(x2x3x4;x2;x3;x4) tels quex2;x3;x42Rg;

=f+x2(1;1;0;0) +x3(1;0;1;0) +x4(1;0;0;1)) tels quex2;x3;x42Rg:

Ainsi, les solutions de notre equation sont l toutes les combinaisons lineaires des trois elements deR4:

(1;1;0;0), (1;0;1;0) et (1;0;0;1).

Correction de l'exercice 2 :

1) Une solution de l'equation 2x1+x2x34x4= 5 est un quadruplet de reels (s1;s2;s3;s4) tels que

2s1+s2s34s4= 5.

La variablex1est la premiere variable, la variablex2la deuxieme,x3la trosieme etx4la quatrieme. L'equation

commence parx1. elle est d'ordre 1. Comme le systeme est constistue d'une seulle equation d'odre 1, l'ordre

des equations du systeme est strictement croissant. Le systeme est triangule. La variablex1est la seule

variable de t^ete. Les variablesx2;x3;x4sont les variables libres.

2) Le quadruplet de reels (x1;x2;x3;x4) est une solution de notre equation si et seulement si :

x 1=12 x2+12 x3+ 2x4+52

Ainsi , l'ensembleSdes solutions est :

S=f(12

x2+12 x3+ 2x4+52 ;x2;x3;x4) tels quex2;x3;x42Rg; =f(52 ;0;0;0) +x2(12 ;1;0;0) +x3(12 ;0;1;0) +x4(2;0;0;1)) tels quex2;x3;x42Rg: 8 Ainsi, les solutions de notre equation sont les sommes du quadruplet de reels ( 52
;0;0;0) avec toutes les com- binaisons lineaires des trois elements deR4: (12 ;1;0;0), (12 ;0;1;0) et (2;0;0;1).

3) L'equation homogene associee est

2x1+x2x34x4= 5:

Ses solutions sont :

fx2(12 ;1;0;0) +x3(12 ;0;1;0) +x4(2;0;0;1)) tels quex2;x3;x42Rg:

Correction de l'exercice 3 :

1) NotonsEle systeme :

(E)"x

1+x2x3x4= 1 (E1)

1+ 2x22x32x4= 0 (E2):

Les variables de ce systeme sontx1;x2;x3;x4ordonnees naturellement (x1est la premiere variable, ...). Les

equationsE1etE2du systemeEsont d'ordre 1. Notre systeme est donc ordonne. Le systeme suivant a les m^emes solutions que (E) : (E0)"x

1+x2x3x4= 1 (E1)

2x3x4=1 (E2E1):

L'equationE1est d'ordre 1 de variable de t^etex1, l'equationE2E1est d'ordre 2 de variable de t^etex2.

Ainsi, le systemeE0est triangule. Ses variables libres sontx3etx4.

2) Pour resoudreE0, doncE, il sut de remonter les equations deE0. La derniere equation deE0donne

l'expression dex2a l'aide des variables libresx3etx4: x

2=x3+x41

9 Remplaconsx2par sa valeur dans les equations precedentes, on obtient : x

1+x3+x41x3x4= 1;

soit : x

11 = 1:

Nous obtenons donc l'expression dex1a l'aide des variables libresx3etx4:x1= 2. Ainsi, l'ensembleSdes solutions est :

S=f(2;x3+x41;x3;x4) tels quex3;x42Rg;

S=f(2;1;0;0) +x3(0;1;1;0) +x4(0;1;0;1) tels quex3;x42Rg:

Pour verier, nous constatons bien que (2;1;0;0) est une solution deEet que (0;1;1;0) et (0;1;0;1) sont

solutions du systeme sans second membre associe aE: (E0)"x

1+x2x3x4= 0

1+ 2x22x32x4= 0:

Correction de l'exercice 4 :

1) Le systemeEa quatre variables. L'ordre des variables du systemeEest l'ordre naturel :x1est la premiere

variable,x2la deuxieme,x3la troisieme etx4la quatrieme. Les coecients dansE1,E2etE3dex1sont non nuls. Les trois equationsE1,E2etE3sont donc d'ordre 1. Le systemeEest donc ordonne.

2) Demarrons l'algorithme de triangulation.

Etape 1: Utilisons (E1) pour faire monter l'ordre des equations suivantes. Le systeme suivant a m^emes

solutions queE: (E0)2 6 4x

1+x2x3x4= 1 (E1)

2x3x4=1 (E02=E2E1)

x2+ 3x3+ 3x4= 0 (E03=E32E1): 10 Les equationsE1;E02;E03sont respectivement d'ordre 1;2;2. Ce syteme est ordonne.

Etape 2: Utilisons la deuxieme equation pour faire monter l'ordre de la troisieme. Le systeme suivant a

m^emes solutions queE: (E00)2 6 4x

1+x2x3x4= 1 (E1)

2x3x4=1 (E02)

2x3+ 2x4=1 (E003=E03+E02):

Lesequations de ce dernier systeme sont d'ordre respectivement 1;2;3. Ce systeme est triangule. L'algorithme

de triangulation aboutit ici en deux etapes. Les variables de t^ete du systeme triangule precedentE00sontx1

pour la premiere equation,x2pour la deuxieme equation etx3pour la troisieme equation. Ainsi,x4est la seule variable libre de ce systeme triangule.

3) Resolvons le systeme trianguleE00qui a m^emes solutions que notre systemeE. La derniere quation de

00donne :

2x3=12x4; x3=12

x4:

Il vient alors :

2=x3+x41 =32

Puis :

1=x2+x3+x4+ 1 =32

12 + 1 = 2:

Les solutions deEsont donc l'ensemble :

f(2;32 ;12 x4;x4) tels quex42Rg; ou encore : f(2;32 ;12quotesdbs_dbs33.pdfusesText_39

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Introduction

Exemple

Comment résoudre un système d’équation ?

Comment résoudre les deux équations?

Comment résoudre un système d’équations à deux variables?

Comment résoudre un système d'équations linéaires ?

Algebre

Cours Fondements S1 et S2

Exercices Corriges

Fevrier 2018

March 8, 2018

Contents

1 Systemes d'equations lineaires 4

1.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Matrices26

2.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3 Espaces vectoriels35

3.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4 Sous-Espaces Vectoriels 49

4.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5 Applications lineaires83

5.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

5.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

6 Matrices Elementaires 112

6.1 Enonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

6.2 Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

1 Systemes d'equations lineaires

1.1 Enonces

1) Qu'est ce qu'une solution de cette equation ?

2) Donner l'ordre des variables ? Ce systeme est-il triangule ? Quelles en sont les variables libres ?

3) Donner les solutions de cette equation.

1) Qu'est ce qu'une solution de cette equation ?

2) Donner l'ordre des variables ? Ce systeme est-il triangule ? Quelles en sont les variables libres ?

3) Donner les solutions de cette equation comme somme d'une solution particuliere et des combinaisons

4) Ecrire l'equation homogene associee. Quelles sont les solutions de cette equation ?

1+x2x3x4= 1

1+ 2x22x32x4= 0:

1) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE.

2) Quelles sont les variables libres deE0? Resoudre alorsE0.

1+x2x3x4= 1 (E1)

1+ 2x22x32x4= 0 (E2)

2x1+x2+x3+x4= 2 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systeme lineaireE? Quel est l'ordre des equationsE1;E2;E3?

2) Donner un systeme trianguleE00ayant les m^emes solutions queE. Preciser les variables libres deE00?

3) Resoudre le systeme lineaireE.

1+x2+x3+x4= 3 (E1)

2x1x2+ 2x33x4= 0 (E2)

4x15x2+ 4x311x4=6 (E3):

1) Donner en utilisant avec precision l'algorithme de triangulation du cours un systeme triangule ayant les

2 ) Determiner les solutions dansR4deEa l'aide de ces variables libres. Vous exprimerez ces solutions sous

3) Quelles sont alors les solutions du systeme sans second membre associe aE?

1x2+x3x4= 2 (E1)

2x12x2+ 3x34x4= 3 (E2)

1x2+x4= 3 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables de ce systeme ? Donner en utilisant avec precision l'algorithme de

2 ) Determiner les solutions dansR4deEa l'aide de ces variables libres. On exprimera ces solutions sous

3) M^emes questions avec le systeme d'equations lineaires :

1x2+x3x4= 2 (S1)

2x12x2+ 3x34x4= 3 (S2)

1+x2+x4= 3 (S3):

1+x2x3+x4= 1 (E1)

2x1+ 4x2+ 4x34x4= 0 (E2)

3x1+ 2x2+ 2x32x4= 4 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systemeE? Quel est l'ordre des equationsE1;E2;E3?

2) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres de ce

3) Resoudre le systeme d'equations lineairesE.

1+x2x3+x4= 1 (E1)

1+ 2x2+ 3x34x4= 0 (E2)

1+ 2x23x3+x4= 2 (E3):

1) Donner un systeme trianguleE0ayant les m^emes solutions queE. Quelles sont les variables libres de ce

2) Resoudre ce systeme en exprimant ses solutions a l'aide des variables libres du systeme triangule ?

4x3+x2+x1= 1 (E1)

2x3+ 2x2+x1= 0 (E2)

3+x2+ 2x1= 2 (E3):

1) Quel est l'ordre des variables du systeme lineaireE?