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Matrice inversible

Posté par
Charliie12
08-10-13 à 21:46

Bonjour, j'ai un DM de math à faire et j'ai un problème avec un exercice.
L'énoncé est :  On donne une matrice A inversible. Calculer A^-1 à l'aide d'une calculatrice, et vérifiez par le calcul que AA^-1 est égal à la matrice unité.
A = (2 -1 5 0
        1 1 3 4
        -1 0 0 1
        0 2 -1 5)

Voilà, je n'arrive pas à calculer A^-1 que ce soit à la calculatrice (je possède une Ti 82) ou a la main...
Quelqu'un pourrait m'aider ?
Merci.

Posté par
cauchy77
re : Matrice inversible 09-10-13 à 07:46

bonjour,
à l'aide d'un logiciel de calcul sur internet j'ai trouvé ce résultat pour  A^-^1 :


0.778 -1.000 -0.444  0.889
-2.222  3.000 -1.444 -2.111
-0.556  1.000 -0.111 -0.778
0.778 -1.000  0.556  0.889

à toi de vérifier que  A^-^1.A = A.A^-^1 = I_4

Posté par
Ted
re : Matrice inversible 09-10-13 à 08:15

Bonjour,
en valeur exacte on aura :
Matrice inversible

Posté par
cauchy77
re : Matrice inversible 09-10-13 à 09:08

bonjour Ted,

c'est effectivement mieux ainsi

la vérification en sera plus simple.

Bonne journée!

Posté par
alb12
re : Matrice inversible 09-10-13 à 10:17

salut, en panne de logiciel ?
Coller dans la console ici les commandes (une par ligne)
M:=[[2,-1,5,0],[1,1,3,4],[-1,0,0,1],[0,2,-1,5]]
M^-1

Posté par
Charliie12
re : Matrice inversible 09-10-13 à 17:07

Merci pour vos réponses!

Posté par Profil amethystere : Matrice inversible 09-10-13 à 18:39

Bonjour
on ne dispose pas toujours de logiciel

à la main il existe plusieurs méthodes

la plus simple à expliquer est aussi la plus "chiante" à calculer mais ce qui compte ici c'est que le principe soit compris facilement

METHODE PAR DETERMINANT

avec cette méthode il faut calculer le determinant de la matrice A
si ce determinant est nul alors ta matrice A ne possède pas d'inverse
par ailleurs si ta matrice n'est pas carré alors elle ne possède pas de determinant et de fait elle n'a pas d'inverse


tu dispose d'une matrice carré A de dimension n dont les composantes sont des éléments que tu va noter a_{ij} tu dispose donc de n^2 éléments a_{ij} où i et j sont des indices qui vont de 1 à n

pour cela tu considere le symbole d'anti-symetrie que l'on note\epsilon ^{ijkl...} où i,j,k,l sont des indices qui vont de 1 à n
ce symbole peut prendre trois valeurs 0,1 ou -1

pour determiner la valeur de \epsilon ^{ijkl...}
tu doit considerer l'ordre originel des indices est tel que
i<j<k<l< ...
-lorsque au moins deux des indices sont identiques alors \epsilon ^{ijkl...}=0  

-lorsque l'ordre des indices est l'ordre originel ou proviens d'une permutation paire depuis l'ordre originel alors \epsilon ^{ijkl...}=1
par exemple \epsilon ^{231}=1 effectivement
123 -> 2,1,3(premiere permutation) -> 2,3,1(deuxième permutation)

-lorsque l'ordre des indices proviens d'une permutation impaire depuis l'ordre originel alors \epsilon ^{ijkl...}=-1
par exemple \epsilon ^{213}=-1 effectivement
123 -> 2,1,3(premiere permutation)

ALORS pour calculer le determinant de la matrice A on applique la sommation (dite sommation de Einstein)
det (A)=\epsilon ^{ijkl...}a_{1i}a_{2j}...a_{n,...}
tu attribue toutes les valeur de 1 à n aux indices et tu fait la somme

le determinant de la matrice unitée est 1 cette matrice unitée on va la noter Id

A^{-1}=A^{-1}.Id
ce produit signifie que tu décompose la base Id sur la base A

considere tes elements a_{ij}
par comparaison avec l'espace vectoriel dont les éléments sont des vecteurs

tu peut dire que ta matrice A est composée de n vecteurs de l'espace vectoriel E^n
et noter ces vecteurs selon :\vec {A_j}=a_{1j},a_{2j},...,a_{nj}
\vec {A_1}=a_{11},a_{21},...,a_{n1} represente le premier "vecteur" qui constitue ta matrice
\vec {A_2}=a_{12},a_{22},...,a_{n2} represente le deuxieme "vecteur" qui constitue ta matrice

et ainsi de suite jusqu'au n ième vecteur
\vec {A_n}=a_{1n},a_{2n},...,a_{nn} represente le deuxieme "vecteur" qui constitue ta matrice

on à present
là tu va construire une premiere série de n matrices toutes de dimension n et que tu va noter K_{i1} donc cette serie de n matrices est constituée des matrices K_{11} ,K_{21} ,...,K_{n1}

puis ensuite une deuxième serie que tu va noter K_{i2} donc cette serie de n matrices est constituée des matrices K_{12} ,K_{22} ,...,K_{n2}

et ainsi de suite jusqu'à la derniere serie
K_{1n} ,K_{2n} ,...,K_{nn}
  

description de la première matrice K_{11}de la premiere serie
le premier vecteur de cette matrice K_{11} est definit par le premier vecteur de la matrice identitée Id
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{11} est definit par le deuxieme vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{11} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{11} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

description de la deuxieme matrice K_{21}de la premiere serie
le premier vecteur de cette matrice K_{21} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{21} est definit par le premier vecteur de la matrice identitée Id  
le troisième vecteur de cette matrice K_{21} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{21} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

et ainsi de suite jusqu'à
description de la n ième matrice K_{n1}de la premiere serie
le premier vecteur de cette matrice K_{n1} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{n1} est definit par le deuxième vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{n1} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{n1} est definit par le premier vecteur de la matrice identitée Id

à présent

description de la première matrice K_{12}de la deuxieme serie
le premier vecteur de cette matrice K_{12} est definit par le deuxieme vecteur de la matrice identitée Id
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{12} est definit par le deuxieme vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{12} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{12} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

description de la deuxieme matrice K_{22}de la deuxieme serie
le premier vecteur de cette matrice K_{22} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{22} est definit par le deuxieme  vecteur de la matrice identitée Id  
le troisième vecteur de cette matrice K_{22} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{22} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

et ainsi de suite jusqu'à
description de la n ième matrice K_{n2}de la deuxieme serie
le premier vecteur de cette matrice K_{n2} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{n2} est definit par le deuxième vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{n2} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{n2} est definit par le deuxieme vecteur de la matrice identitée Id

et ainsi de suite jusqu'à

description de la première matrice K_{1n}de la n ième serie
le premier vecteur de cette matrice K_{1n} est definit par le n ième vecteur de la matrice identitée Id
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{1n} est definit par le deuxieme vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{1n} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{1n} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

description de la deuxieme matrice K_{2n}de la n ième serie
le premier vecteur de cette matrice K_{2n} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{2n} est definit par le n ième  vecteur de la matrice identitée Id  
le troisième vecteur de cette matrice K_{2n} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{2n} est definit par le n ième vecteur de la matrice A

et ainsi de suite jusqu'à
description de la n ième matrice K_{nn}de la n ième serie
le premier vecteur de cette matrice K_{nn} est definit par le premier vecteur de la matrice A
le deuxieme vecteur de cette matrice K_{nn} est definit par le deuxième vecteur de la matrice A  
le troisième vecteur de cette matrice K_{nn} est definit par le troisieme vecteur de la matrice A  
...
le n ième vecteur de cette matrice K_{nn} est definit par le n ième vecteur de la matrice identitée Id


à présent on considere les composantes de la matrice inverse

notons Z=A^{-1} l'inverse de A et notons z_{ij} les composantes de Z
zij= det(K_{ij})/det (A)

voilà  

Posté par
Ted
re : Matrice inversible 09-10-13 à 19:40

Bonsoir amethyste

en terminale ils n'ont pas besoin de savoir inverser une matrice "à la main" : soit à la calculatrice soit un logiciel

Posté par
alb12
re : Matrice inversible 09-10-13 à 21:13

dommage la demo de amethyste etait vraiment tres convaincante

Posté par
Ted
re : Matrice inversible 10-10-13 à 10:44

certes mais incompréhensible pour un terminale



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