Introduction aux matrices Exercices

Système d’équation à 3 inconnues

Durée estimée
10 minutes
Difficulté
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Objectif travaillé

  1. A la calculatrice, déterminer l'inverse de la matrice :

    $ A=\begin{pmatrix} 5 & 2 & 7 \\ 2 & 1 & - 3 \\ 1 & 2 & 1 \end{pmatrix} $
  2. Résoudre le système :

    $ \begin{cases} 5x+2y+7z=2 \\ 2x+y - 3z=7 \\ x+2y+z=4 \end{cases} $

Corrigé

  1. À la calculatrice, on trouve que la matrice $ A $ est inversible et :

    $ A^{ - 1}=\begin{pmatrix} \dfrac{7}{46} & \dfrac{6}{23} & - \dfrac{13}{46} \\[4pt] - \dfrac{5}{46} & - \dfrac{1}{23} & \dfrac{29}{46} \\[4pt] \dfrac{3}{46} & - \dfrac{4}{23} & \dfrac{1}{46} \end{pmatrix} $

  2. Si l'on pose $ X=\begin{pmatrix} x \\ y \\ z\end{pmatrix} $ et $ B=\begin{pmatrix} 2 \\ 7 \\ 4\end{pmatrix} $, le système proposé est équivalent à :

    $ A\times X=B $

    Les solutions sont obtenues en calculant $ X=A^{ - 1}\times B $ (voir théorème) :

    $ X=A^{ - 1}\times B=\begin{pmatrix} \dfrac{7}{46} & \dfrac{6}{23} & - \dfrac{13}{46} \\[4pt] - \dfrac{5}{46} & - \dfrac{1}{23} & \dfrac{29}{46} \\[4pt] \dfrac{3}{46} & - \dfrac{4}{23} & \dfrac{1}{46}\end{pmatrix}\times \begin{pmatrix} 2 \\ 7 \\ 4 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ - 1\end{pmatrix} $

    L'unique solution du système est donc le triplet $\mathbf{\left(x\,;\, y\,;\, z\right) = \left(1\,;\, 2\,;\, - 1\right)}$.