📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Une matrice $A$ de type $(n, p)$ est un tableau de $n$ lignes et $p$ colonnes.
- Le produit $A \times B$ n'est possible que si le nombre de colonnes de $A$ est égal au nombre de lignes de $B$.
- La matrice identité $I_n$ est la matrice carrée de taille $n$ avec des $1$ sur la diagonale principale et $0$ ailleurs.
- Une matrice carrée $A$ est inversible si et seulement si $\det(A) \neq 0$. Dans ce cas, $A \times A^{-1} = I_n$.
- Un système linéaire $AX = B$ admet une solution unique si $\det(A) \neq 0$, donnée par $X = A^{-1}B$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul du déterminant d'une matrice $2 \times 2$ : $\det \begin{pmatrix} a & b \ c & d \end{pmatrix} = ad - bc$.
- Calcul de l'inverse d'une matrice $2 \times 2$ : $A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \begin{pmatrix} d & -b \ -c & a \end{pmatrix}$.
- Résolution de systèmes par la méthode de Cramer ou par substitution (pivot de Gauss).
Exemples corrigés
- Calcul de produit : $\begin{pmatrix} 1 & 2 \ 0 & 1 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 3 \ 4 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1(3)+2(4) \ 0(3)+1(4) \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 11 \ 4 \end{pmatrix}$.
- Inversion : Si $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \ 3 & 4 \end{pmatrix}$, $\det(A) = 4 - 6 = -2$. Donc $A^{-1} = -\frac{1}{2} \begin{pmatrix} 4 & -2 \ -3 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2 & 1 \ 1.5 & -0.5 \end{pmatrix}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier que le produit matriciel n'est pas commutatif ($A \times B \neq B \times A$ en général).
- Confondre le déterminant avec la matrice elle-même.
- Oublier de diviser par le déterminant lors du calcul de l'inverse.