Chapitre 2 Calcul matriciel Flashcards
(37 cards)
Matrice de dimension m x n
Une matrice de dimension m × n est un tableau constitué de m lignes et n colonnes d’éléments d’un ensemble donné.
Matrice nulle
Une matrice nulle est une matrice dont tous les éléments sont nuls.
On note 0=0mxn la matrice nulle de dimension m X n
Matrice ligne
une matrice de dimension 1 x n
Matrice colonne
une matrice de dimension m x 1
Matrice Carrée d’ordre n
Une matrice de dimension n x n
La diagonale principale d’une matrice carrée A= (aij) non
La suite des éléments a11, a22, a33, …, ann.
Matrice carrée triangulaire supérieure
Quand tous les éléments situés au- dessous de la diagonale principale sont nuls
Matrice carrée triangulaire inférieure
Quand tous les éléments situés au- dessus de la diagonale principale sont nuls
Matrice carrée diagonale
Quand tous les éléments qui ne sont pas situés sur la diagonale sont nuls
Matrice carrée identité
Quand tous les éléments de la diagonale principale sont égaux à 1 et que tous les autres éléments sont nuls. On note In la matrice identité d’ordre n. IA= A et AI=A
Matrice B= (bij) m x n carrée
matrice opposée de la matrice A- (aij) m x n quand bij= - aij pour tous i et j.
Deux matrices A et B sont égales si et seulement si…
Elles ont les mêmes dimensions
aij = bij pour tous i et j
La somme de deux matrices de même dimension A= (aij) min et B=(ij) m x n
définie par la matrice A + B = (aij + bij) mxn
Si M est l’ensemble des matrices de dimensions une matrice (aij) mxn et c un réel:
le produit de A par le scalaire c, noté cA, est la matrice: cA= (caij) mxn
Opérations matricielles Théorème 1, addition et multiplication par un scalaire
Soit A, B et C des matrices de même taille, et r et s des scalaires
a. A+ B = B+A
(commutativité)
b. A + (B + C) = (A + B) + C
(associativité) A + R1= R2 + C
c. A+0 = A
(élément neutre pour l’addition)
d. r (A + B) = rA + rB (AB pas= BA)
e. (r+s)A =rA+ SA
f. (rs) A = (rs) A
Multiplication matricielle: portrait des colonnes pour le calcul de AB
Soit A une matrice m × n et B une matrice de taille n × p dont on note les colonnes b1, …., b. On appelle produit de A et B, et l’on note AB, la matrice m × p dont les colonnes sont AB= Ab1, ….., Abp ,
Multiplication matricielle: règle ligne- colonne pour le calcul de AB
Soit A une matrice m × net B est une matrice n × p.
* Le résultat pour multiplier A et B est une matrice C de dimension
m × р
Amxn × Bnxp = Cmxp
- le coefficient de la ligne i et de la colonne j de AB est:
Cij = (AB); = (la i-ième ligne de A) × (la j-ième colonne de B)
Propriété de la multiplication matricielle
Soit A une matrice m × n, et B et C deux matrices de telles que les sommes et les produits ci-dessous aient un sens.
a. A(BC) = (AB)C (associativité de la multiplication)
b. A(B + C) = AB + AC (distributivité à gauche)
c. (B + C)A = BA + CA (distributivité à droite)
d. r(AB) = (rA)B A(rB) pour tout scalaire r
e. ImA = A = A In (élément unité pour la multiplication)
Attention:
AB = BA Faux
Si AB = AC alors B = C Faux
Si AB = 0 alors A = 0 ou B = 0 Faux
Puissances de matrices
Soit A une matrice n x n et k un entier strictement positif. On note A^k, le produit de k matrices égales à A: A^k= A…A = k fois
Propriétés relatives à la transposée d’une matrice
Soit A une matrice m x n, on appelle transposée de A la matrice n x m, notée A^T dont les colonnes sont formées des lignes de A. AmnT= Anm ou aijT= aji
Théorème 3
Soit A et B deux matrice dont les tailles sont compatibles ave les sommes et les produits écrits ci-dessous. Alors:
a. (A^T)^T = A
b. (A+B)^T = A^T + B^T
c. Pour tout scalaire r, (rA)^T= rA^T
d. (AB)^T = B^TA^T
(AB)T pas égal à A^TB^T !!!!
Inverse d’une matrice
On dit qu’une matrice A de type n x n est inversible s’il existe une matrice de type n x n telle que:
CA= I et AC= I
ou I= identité
Ax= b et x^-1= A^-1b
ou x^-1 n’existe pas (il faut que la matrice soit carré)
Théorème 4
Soit A= (a b c d) une matrice 2 x 2. Si ad - bc pas égal à 0, alors A est réversible. des (A) = ad - bc pas égal 0
A^-1= 1/(ad - bc) (d -b -c a)
si ad - bc=0 n’est pas inversible
remarque: une matrice non inversible est dite aussi singulière (= 0 ou infinité de solution)
Si inversible= non singulière
Théorème 5
Soit A est une matrice n x n inversible (non singulière), alors pour tout vecteur b de R^n, l’équation Ax=b admet pour unique solution le vecteur x= A^-1b.