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problèmes sur les matrices

Posté par
jess97
27-10-18 à 22:25

Bonjour,

Je n'ai rien compris à mon devoir de MATHS :'(  , pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?

Voici l'énoncé :      
    
                                       LA REPRODUCTION DES SAUMONS

On suppose qu'un saumon femelle vit au maximum 3 ans, avec un taux de survie de 0,5% la première année, de 10% la deuxième année, et que chaque femelle donne naissance à 2 000 alevins (femelles) au cours de sa troisième année.

On désigne respectivement par an, bn et cn  les effectifs des femelles juvéniles, des femelles de 1 ans et des femelles de 2 ans, n étant un entier naturel qui indique le nombre d'années écoulées depuis l'instant initial (pour n = 0). La population initiale comporte 10 000 femelles  dans chacune des trois classes d'âge.

                                                                                  an                                        10 000
On considère les matrices   Pn =           bn            et  P0=           10 000
                                                                                  cn                                        10 000

QUESTIONS

L'évolution de la population de saumons femelles peut se traduire par Pn+1 = APn, où A est une matrice carré d'ordre 3.

1) Déterminer la matrice A.

2) a. Calculer les effectifs de saumon femelles 1 an après l'instant initial, 2 ans après, 3 ans après, et 4 ans après.  

     b. En déduire, sans nouveaux calculs, les effectifs pour les années suivantes.


Je vous remercie d'avance , ceci dit, une démarche détaillée sera la bien venu pour m'accompagner dans la résolution de mon devoir.

Posté par
Jezebeth
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 01:42

Bonsoir
Après lecture de l'énoncé, exprimez a_{n+1} (resp. b_{n+1}, c_{n+1}) en fonction de a_n (resp. b_n, c_n) et en déduire A.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 10:06

Bonjour,
Si tu n'arrives pas à écrire les expressions, tu peux commencer par chercher a1 , b1 et c1 pour y voir plus clair.

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 16:01

ils disant que:
an est l'effectif des femelles juvéniles
bn  "              "            "         "            de 1 an
cn  "              "            "         "            de 2 ans

donc si j'ai bien compris Pn+1 reviendrais à faire an+1, bn+1, et cn+1?

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 16:02

ils disent*

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 16:15

Oui, en les mettant verticalement.
Utilise les conseils que l'on te donne (message de Jezebeth, sinon le mien).

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 16:24

D'après ce que j'ai pue en déduire, il faut que j'arrive à exprimer la matrice du cycle suivant.

Les femelles de 2 ans (cn),  donnent naissances aux femelles juvéniles (an), puis les femelles juvéniles deviennent des femelles de 1 an (bn) qui ensuite devient des femelles de 2 (cn).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 16:34

Je répète : Il faut commencer par exprimer an+1 en fonction de an , bn et cn .
Idem avec bn+1 et cn+1 .
Puis en déduire la matrice A .

Si tu n'y arrives pas, commence par calculer a1 , b1 et c1 .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 17:07

Combien y aura-t-il de naissances la 1ère année ?

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 19:15

OK J'ai compris merci pour l'aide


Pa= c x 2 000
Pb= a x 0,5%
Pc=b x 10%

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 19:24

donc:

                2 000       0               0
A=          0            1/200        0
                0                0             1/10

Ensuite:
P1= A x P0
P2= A x P1
P3= A x P2
P4= A x P3

je décale de 1 a chaque fois a partir de P2

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 19:29

Ecrit plutôt
an+1 = cn2000
bn+1 =an0,5/100
cn+1 = bn10/100

Puis
an+1 = 0an + 0bn + 2000 cn
Idem pour bn+1 et cn+1 .

La matrice va alors apparaître.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 19:30

Je n'avais pas lu ton message de 19h24.

Je ne vais plus être disponible.

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 20:08

D'accord merci à  bientôt bonne soirée.

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 20:37

Bonsoir,

19h15 est juste.
Mais ta matrice de 19h24 est fausse.

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 20:50

Bonsoir, pourquoi est-elle fausse? Pouvez vous m'indiquer ou se trouve l'erreur ?

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 20:57

Fais le produit de ta matrice par la matrice colonne \begin{pmatrix}a_n\\b_n\\c_n\end{pmatrix}.

Tu verras le problème.

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 21:06

d'accord je trouve:


la matrice:  20 000 000
                                 50
                             1 000

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 21:20

Ce n'est pas ce que je te demande.

Selon toi, A =\begin{pmatrix}2000&0&0\\0&\dfrac{1}{200}&0\\0&0&\dfrac{1}{10}\end{pmatrix} (voir 19h24).

On a p_n=\begin{pmatrix}a_n\\b_n\\c_n\end{pmatrix} et p_{n+1}=\begin{pmatrix}a_{n+1}\\b_{n+1}\\c_{n+1}\end{pmatrix}

On calcule p_{n+1} avec la formule p_{n+1}=A.p_n

Tu fais ce calcul et tu compares avec 19h15:

Citation :
  Pa= c x 2 000
Pb= a x 0,5%
Pc=b x 10%

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 21:37

Mais à quoi quels sont les valeurs de
an
cn
bn

Du loin comment les trouver

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 21:37

Moins*

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 21:46

Il n'y a pas à les « trouver ».

Tu exprimes a_{n+1},b_{n+1} et c_{n+1} en fonction de a_n,b_n et c_n.

Ceci en effectuant le produit A.p_n où:

   - A est la matrice que tu as indiquée à 19h24 soit A =\begin{pmatrix}2000&0&0\\0&\dfrac{1}{200}&0\\0&0&\dfrac{1}{10}\end{pmatrix}

   - p_n=\begin{pmatrix}a_n\\b_n\\c_n\end{pmatrix}

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:15

Je voie pas comment faire

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:21

Si tu ne sais pas faire le produit de deux matrices à savoir ici:

   \begin{pmatrix}2000&0&0\\0&\dfrac{1}{200}&0\\0&0&\dfrac{1}{10}\end{pmatrix}.\begin{pmatrix}a_n\\b_n\\c_n\end{pmatrix}

Il est inutile d'aller plus loin.

Je te rappelle à toutes fins utiles que:

  

Citation :
L'évolution de la population de saumons femelles peut se traduire par Pn+1 = APn, où A est une matrice carré d'ordre 3.


  


  

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:39

Ahhh c'est tellement

Après correction j'ai trouver
     0                     0                  2000
1/200               0  
     0                 1/10                 0

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:42

Ah! Nous y voilà!

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:44

Ah

Mais du coup le reste est toujours juste

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:50

Je ne vois pas grand chose comme « reste » ...

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 22:58


P1 =  A x P0
P1 =  20 000 000
                    50
                 1000

P2 = A × P1
P2 = 20 000 000
               100 000
                       5


P3 = A x P2
P3 = 10 000
           10 000
           10 000

P4 = A × P3
P4 = 20 000 000
                     50
                 1 000

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:10

Très juste (il y  a un zéro de trop dans la 1ère ligne de p_2)

A p_3, tu retombes sur p_0

Autrement dit, tes matrices p_n sont périodiques de période 3:

   p_{n+3}=p_n

Autrement dit encore, il suffit de connaître les 3 premières: p_0, p_1 et p_2 et on les a toutes:

p_3=p_0

 p_4=p_1

p_5=p_2

p_6=p_0

\;\;\vdots\qquad\vdots

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:12

D'accord j'ai compris

Donc c'est comme un cycle à 3 valeurs ?

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:15

Oui, 3 matrices p_n de base: p_0,p_1 et p_2 qui correspondent à un cycle de 3 ans pour tes saumons

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:18

D'accord merci beaucoup  vos interventions m'on beaucoup aideé merci encore

Posté par
lake
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:20

De rien jess97
J'ai cru un moment que tu n'arriverai jamais à corriger ta matrice A

Posté par
jess97
re : problèmes sur les matrices 28-10-18 à 23:28

La réponse était tellement évidente elle était sous mes yeux

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : problèmes sur les matrices 29-10-18 à 07:21

Bonjour,
Je suis revenue
Bravo à lake d'avoir réussi à te décoincer !

Une remarque :
Ecrire les relations, comme je te l'avais demandé à 19h29 permet de "voir" la matrice :
an+1 = 0an + 0bn + 2000 cn
bn+1 = (0,5/100)an + 0bn + 0 cn
cn+1 = 0an + (10/100)bn + 0cn



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