📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Le déterminant est une application $\det : \mathcal{M}_n(\mathbb{K}) \to \mathbb{K}$ qui associe à chaque matrice carrée un scalaire.
- Pour $n=2$, $\det \begin{pmatrix} a & b \ c & d \end{pmatrix} = ad - bc$.
- Pour $n=3$, on utilise le développement suivant une ligne ou une colonne : $\det(A) = \sum_{j=1}^n a_{ij} (-1)^{i+j} \Delta_{ij}$.
- Propriétés fondamentales : $\det(AB) = \det(A)\det(B)$, $\det(I_n) = 1$, $\det(A^T) = \det(A)$.
- $A$ est inversible si et seulement si $\det(A) \neq 0$.
Méthodes à maîtriser
- Développement selon une ligne/colonne : Choisir la ligne ou colonne contenant le plus de zéros.
- Opérations élémentaires : Ajouter un multiple d'une ligne à une autre ne change pas le déterminant. Permuter deux lignes change le signe.
- Matrice triangulaire : Le déterminant est le produit des éléments de la diagonale principale.
- Utilisation de la comatrice : $A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} , ^t(\text{com}(A))$.
Exemples corrigés
- Soit $A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \ 3 & 4 \end{pmatrix}$. $\det(A) = (1 \times 4) - (2 \times 3) = 4 - 6 = -2$.
- Soit $B = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 2 \ 0 & 3 & 0 \ 1 & 0 & 1 \end{pmatrix}$. En développant selon la 2ème ligne : $3 \times (-1)^{2+2} \det \begin{pmatrix} 1 & 2 \ 1 & 1 \end{pmatrix} = 3(1-2) = -3$.
Erreurs fréquentes
- Croire que $\det(A+B) = \det(A) + \det(B)$ (Faux !).
- Oublier le signe $(-1)^{i+j}$ lors du développement.
- Multiplier une ligne par $k$ multiplie le déterminant par $k$ (ne pas oublier de diviser par $k$ si on factorise).