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matrice et systeme lineaire

Posté par
sarah00
17-06-13 à 15:13

salut tout le monde j'ai un exemple d'un examen et j'aimerai bien que vous m'aidez a comprendre et resoudre et merci d'avance
soit BM2,3 () defini par la matrice

   1 2 0 -1
   2-1 1  3
   3 1 1  2
1 donner une matrice echelonnée B' equivalente a B
2 resoudre dans R4 le systeme :

x+2y  -t=0
2x-y+z+"t=0
3x+y+3z+2t=0
3 montrer que l'ensemble F des solutionns du systeme (S) est un sous espace vectoriel de R4
4 donner une base de F
pour la 1ere question la matrice B' :

1 2 0 -1
0-5 1  5
0 0 0  0
c'est juste ?!!  pour 2eme question je comprend pas comment resoudre un system d'equation avec 4 inconu merci d'avance

Posté par
Camélia Correcteur
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 15:18

Bonjour

Ta B n'est pas dans M_{2,3} mais ce n'est pas grave...

1) La matrice échelonnée est juste (ça m'aurait facilité la lecture si tu avais marqué ce que tu as fait!)

2) Le système donné est équivalent au système B'\begin{pmatrix}x\\ y\\ z\\ t\end{pmatrix}=0

qui est quand même très facile à résoudre!

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 15:33

bonjour oui pour 1 ere question voila les etapes :

1   2   0   -1
2  -1   1    3    
3   1   1    2


L2 -(2)L1    1  2  0 -1
             0 -5  1  5     L3- (3) L1  
             3  1  1  2


1  2  0 -1
0 -5  1  5     L3 + L2
0 -5  1  5


1 2 0 -1
0 -5 1 5 =B'
0 0 0  0

pour la 2eme question je prend B' qui est equvalente au systeme S pour trouver l'ensemble des solution c'est ça et merci

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 16:04


aide svp

Posté par
pyth
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 16:35

et bien vu que t'as une matrice equivalente il suffit de resoudre matriciellement ton système d'equation mais Camelia ta deja donné la solution:

Citation :
Le système donné est équivalent au système B'\begin{pmatrix}x\\ y\\ z\\ t\end{pmatrix}=0




3) montrer que l'ensemble F des solutionns du systeme (S) est un sous espace vectoriel de R4
4 donner une base de F

je sais pas ou t'as chopé ca c'est pas au prgramme de TS mais bon...

pour la 3: a quelles conditions un espace vectoriel F est il un sous espace vectoriel d'un espace E ?

4) pense au noyau...

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 16:55

un espace vectoriel est un sous espace vectoriel de E si :
FE
F
x et y appartient a F appartient a R
x +y F
pour 3 je pense au noyeau c'est a dire que je vais voir si F est une famille libre (x,y,z,t)=(0,0,0,0)
pour la 2 eme equation je resoudre le systeme equivalent a B

x +2y   -t=0
-5y+z+5t=0
c'est ça ?

Posté par
pyth
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 17:40

sur ta matrice equivalente on voit clairement que le  rang du système est 2 c'est à dire que tes solutions forment un plan vectoriel

sauf erreure j'ai
t = x+2y
z = -5x-5y
(et x=x et y=y)

3) c'est bien inclus dans R4 et vu que c'est linéaire c'est bon (utilise la definition du sous espace vectoriel)

4)

vu que le nombre d'elements de la base est le rang du système , il suffit de bien lire la solution

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 20:06

pour la 4eme question j'ai pas compris :$ desole

Posté par
mathafou Moderateur
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 20:45

Bien lire la solution, cela veut dire exprimer
x = x
y = y
z = -5x - 5y
t = x + 2y
sous forme vectorielle, avec deux (rang = 2) vecteurs de base, et les coordonnées x et y dans ce système

soit
\begin{pmatrix}x\\y\\z\\t\end{pmatrix} = x\begin{pmatrix}1\\0\\-5\\1\end{pmatrix} + y\begin{pmatrix}0\\1\\-5\\2\end{pmatrix}

mais bien entendu tu peux choisir d'autres vecteurs de base que ceux là, "lus" directement de la solution par Pyth.

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 20:56

pour la base c'est 4 vecteurs constitue une base de F ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 21:15

Ben non, la base comporte deux vecteurs seulement
tu ne les vois pas les deux vecteurs de la base que je t'ai donnés :

\begin{pmatrix}1\\0\\-5\\1\end{pmatrix}  \text{ et } \begin{pmatrix}0\\1\\-5\\2\end{pmatrix}

toute solution
\begin{pmatrix}x\\y\\z\\t\end{pmatrix}
est une combinaison linéaire (avec les coefficients appelés ici x et y) de ces deux vecteurs là.

Posté par
pyth
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 21:28

je suis pas sur que tu aies compri la notion de rang  ! (qui n'est pas au programme de TS, comme tout ton exo d'ailleurs)

si f est un endomorphisme alors rgf=dim Kerf

dans l'autre cas le rang c'est 2 donc si ta base a 4 vecteurs... les 4 vecteurs sont liés donc c'est pas une base t'as forcement nombre(B)=2 (= rang)

comme te l'explique mathafou,

Citation :
\begin{pmatrix}x\\y\\z\\t\end{pmatrix} = x\begin{pmatrix}1\\0\\-5\\1\end{pmatrix} + y\begin{pmatrix}0\\1\\-5\\2\end{pmatrix}


ce que perso je prefere noter
F=Vect(\begin{pmatrix}1\\0\\-5\\1\end{pmatrix} ,\begin{pmatrix}0\\1\\-5\\2\end{pmatrix})

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 21:29

oui oui desole (x,y,z,t)=(x,y,-5x-5y,x+2y)    
deux vecteurs sont : V1=x(1,0,-5,1) V2=y(0;1;-5;2)
pour la 3eme question  je'utilise les conditions que j'ai ecris dans montrer que c un sous espace vectoriel de R4 dans mon message 16h55 ?

Posté par
sarah00
reponse 17-06-13 à 21:34

bon j'ai compris

Posté par
mathafou Moderateur
re : matrice et systeme lineaire 17-06-13 à 22:14

juste petit détail :

Citation :
deux vecteurs sont : V1=x(1,0,-5,1) V2=y(0;1;-5;2)

il n'y a pas de x et de y dans ces vecteurs
les vecteurs sont juste V1=(1,0,-5,1) V2=(0;1;-5;2)

et on les multiplie par des coéfficients x et y pour avoir une solution (= l'ensemble des solutions est un espace vectoriel)
ici ces coefficients que l'on a appelés x et y sont piègeux car se mélangent les pinceaux avec le nom des inconnues x et y
il vaudrait mieux pour expliciter les solutions écrire :

l'ensemble des solutions est le sous-espace vectoriel de R4 engendré par les deux vecteurs V1 et V2 (la notation indiquée par Pyth), forme "ensembliste")

ou bien alors : les solutions sont (forme explicite)
\begin{pmatrix}x\\y\\z\\t\end{pmatrix} = u\begin{pmatrix}1\\0\\-5\\1\end{pmatrix} + v\begin{pmatrix}0\\1\\-5\\2\end{pmatrix}
pour tous réels (u, v) de R2

Posté par
sarah00
re 17-06-13 à 23:26

oui merci beaucoup et desole encore



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