Se connecter Inscris-toi gratuitement !
L'appli tout-en-un pour réviser
4.8 • +11k évaluations
Plus de 3 millions de téléchargements
Télécharger
|
|

All-in-one learning app

  • Flashcards
  • NotesNotes
  • ExplanationsExplanations
  • Study Planner
  • Textbook solutions
Start studying

Matrices

Want to get better grades?

Nope, I’m not ready yet

Get free, full access to:

  • Flashcards
  • Notes
  • Explanations
  • Study Planner
  • Textbook solutions

Une matrice est un tableau rectangulaire de nombres, de symboles ou d'expressions disposés en lignes et en colonnes. Le nombre de lignes et de colonnes d'une matrice est appelé sa dimension ou son ordre. Par exemple, une matrice comportant deux rangées et trois colonnes est appelée matrice 2 x 3. Les matrices sont couramment utilisées dans les calculs mathématiques et scientifiques.

Les matrices sont souvent écrites entre parenthèses, avec les nombres disposés en lignes et en colonnes. Par exemple, la matrice ci-dessous représente une liste de chiffres :

Les matrices peuvent être utilisées pour représenter des données de nombreuses façons différentes. Par exemple, elles peuvent être utilisées pour représenter la position de particules dans un espace tridimensionnel. Dans ce cas, chaque ligne de la matrice représente la coordonnée x, la coordonnée y, et la coordonnée z d'une particule.

Il existe de nombreux types de matrices, notamment les matrices carrées, les matrices non carrées, les matrices lignes, les matrices colonnes, etc. Chaque type de matrice possède des propriétés et des applications qui lui sont propres.

Comment lire une matrice ?

La matrice ci-dessous est une matrice 3 x 3.

On dira que dans cette matrice, il y a trois lignes et trois colonnes. La première ligne contient les éléments 1, 2et 3. La deuxième ligne contient les éléments 4, 5 et 6. La troisième ligne contient les éléments 7, 8 et 9.

Pour lire une matrice, nous devons d'abord identifier la ligne qui nous intéresse. Par exemple, si nous voulons trouver l'élément dans la première ligne et la première colonne, nous dirons que l'élément est 1. Si nous voulons trouver l'élément dans la deuxième ligne et la troisième colonne nous dirons que l'élément est 6.

Matrices Description d'une matrice StudySmarterFig. 1 - Description d'une matrice de taille m x n

On parle d'une matrice de taille m x n pour désigner les lignes et les colonnes.

Notation matricielle

La notation matricielle est un moyen pratique de représenter et de travailler avec des matrices. En notation matricielle, une matrice s'écrit avec une majuscule, comme A, B ou C. Les dimensions de la matrice s'écrivent en indice, comme Ai,j où i représente la ligne et j la colonne.

Dans la notation matricielle, les opérations matricielles sont écrites en utilisant la notation matricielle. Par exemple, l'addition matricielle s'écrit A + B, la multiplication s'écrit AB, la division s'écrit A / B (= A x B-1) et la soustraction s'écrit A - B.

Il est important de noter que nous pouvons utiliser des parenthèses ou des crochets pour entourer une matrice. Les deux notations sont correctes.

Matrices définitions

Matrice en ligne

Une matrice en ligne est une matrice dans laquelle les éléments sont disposés sur une seule ligne. Par exemple, la matrice

est une matrice en ligne.

Matrice en colonnes

Une matrice en colonnes est une matrice qui ne comporte qu'une seule colonne. Par exemple, la matrice

est une matrice en colonnes.

Matrice carrée d'ordre n

Une matrice carrée d'ordre n est une matrice à n lignes et n colonnes. Par exemple, la matrice

est une matrice carrée d'ordre 3.

Matrice diagonale

Une matrice diagonale est une matrice carrée dont tous les éléments extérieurs à la diagonale principale sont nuls. Par exemple, la matrice

est une matrice diagonale.

Matrice nulle d'ordre n

Une matrice nulle d'ordre n est une matrice carrée dont tous les éléments sont nuls. Par exemple la matrice

est une matrice nulle d'ordre 3.

Une matrice nulle est une matrice dont tous les éléments sont égaux à 0. Elle possède plusieurs propriétés :

  • La transposée d'une matrice nulle est aussi une matrice nulle.
  • Le produit d'une matrice nulle et de toute autre matrice est une matrice nulle.
  • Une matrice nulle est son propre inverse.
  • Le déterminant d'une matrice nulle est égal à 0.

Matrice symétrique

Une matrice symétrique est une matrice carrée dans laquelle l'élément de la i-ème ligne et de la j-ème colonne est égal à l'élément de la j-ème ligne et de la i-ème colonne, pour tous les i et j. Par exemple, la matrice

est une matrice symétrique.

Il faut voir la diagonale comme l'axe de symétrie.

Transposée d'une matrice

La transposée d'une matrice est la matrice obtenue en échangeant les lignes et les colonnes de la matrice d'origine. Par exemple, la transposée de la matrice

est la matrice

La transposée de la matrice A est notée tA

Opérations matricielles

Les opérations matricielles comprennent l'addition, la soustraction, la multiplication et la division. L'addition matricielle consiste à additionner deux matrices. La soustraction matricielle consiste à soustraire une matrice d'une autre. La multiplication matricielle consiste à multiplier deux matrices. La division matricielle consiste à multiplier une matrice par l'inverse d'une autre.

A =

B =

A + B =

C =

D =

C - D =

Les matrices peuvent être utilisées pour représenter et résoudre des systèmes d'équations linéaires. Dans cette application, les opérations matricielles sont utilisées pour trouver la solution d'un système d'équations. L'équation matricielle est écrite sous forme de matrice, ce qui est une façon particulière d'écrire l'équation en utilisant des matrices.

Déterminant et inverse

Il existe également les opérations matricielles spéciales, telles que le déterminant et l'inverse. Le déterminant est une valeur qui peut être calculée pour toute matrice carrée. L'inverse d'une matrice est une matrice qui, lorsqu'elle est multipliée par la matrice d'origine, donne la matrice identité. La matrice identité est une matrice spéciale avec des 1 sur la diagonale principale et des 0 partout ailleurs.

Le déterminant d'une matrice est un nombre qui est associé à chaque matrice carrée. Le déterminant d'une matrice A est désigné par det(A), ou |A|. Le déterminant d'une matrice 2x2 est donné par :

det(A) = a1,1 x a2,2 - a1,2 x a2,1

a1,2 représente la valeur de la matrice dans la ligne 1 et la colonne 2.

L'inverse d'une matrice est une matrice qui, lorsqu'elle est multipliée par la matrice originale, donne la matrice identité. L'inverse d'une matrice A est noté A-1.

Soit A = alors A-1 = si et seulement si det(A) 0

Si le déterminant d'une matrice n'est pas égal à zéro, alors la matrice a un inverse et l'inverse est donné par : A-1 = où com(A) est la comatrice de A.

Les matrices sont un outil puissant qui peut être utilisé de diverses manières. Elles constituent un moyen pratique de représenter et de travailler avec des ensembles de données et des équations. Avec la notation matricielle, les opérations matricielles peuvent être réalisées facilement et avec précision. La matrice permet d'effectuer facilement des calculs mathématiques et scientifiques.

Matrices - Points clés

  • Une matrice est un tableau rectangulaire de nombres, de symboles ou d'expressions disposés en lignes et en colonnes.
  • On parle d'une matrice de taille m x n pour désigner le nombre de lignes et de colonnes, respectivement.
  • Nous pouvons utiliser des parenthèses ou des crochets pour entourer une matrice.
  • Une matrice symétrique est une matrice carrée dans laquelle l'élément de la i-ème ligne et de la j-ème colonne est égal à l'élément de la j-ème ligne et de la i-ème colonne, pour tous les i et j.
  • La transposée d'une matrice est la matrice obtenue en échangeant les lignes et les colonnes de la matrice d'origine.
  • Le déterminant d'une matrice est un nombre qui est associé à chaque matrice carrée. Le déterminant d'une matrice A est désigné par det(A), ou |A|.
  • L'inverse d'une matrice A est noté A-1.

Références

  1. Fig. 1 : Description d'une matrice de taille m x n de Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Matrice.svg) par HB (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:HB) sous license Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, 2.5 Generic, 2.0 Generic and 1.0 Generic

Questions fréquemment posées en Matrices

Les calculs matriciels peuvent être effectués à l'aide d'un certain nombre de méthodes, notamment la multiplication de matrices, l'addition de matrices et l'inversion de matrices.  

La dimension d'une matrice est le nombre de rangées et de colonnes de la matrice. Pour calculer la dimension d'une matrice, vous devez multiplier le nombre de lignes par le nombre de colonnes.

Une matrice peut être inversée à l'aide d'un certain nombre de méthodes, dont la multiplication matricielle et l'inversion de matrice.

Vous ne pouvez multiplier deux matrices que si le nombre de lignes de la première matrice est égal au nombre de colonnes de la seconde. Si ce n'est pas le cas, la multiplication n'est pas possible. 

Questionnaire final de Matrices

Question

Qu'est-ce qu'une matrice ?

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice est un tableau de nombres disposés en lignes et en colonnes. Elle peut être utilisée pour représenter une transformation linéaire.

Montrer la question

Question

Quelle est la dimension d'une matrice ?

Montrer la réponse

Réponse

La dimension d'une matrice est le nombre de lignes et de colonnes de la matrice (m x n).

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'une matrice en ligne ?

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice en ligne est une matrice avec une seule ligne.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'une matrice en colonnes ?

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice en colonnes est une matrice qui ne comporte qu'une seule colonne.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'une matrice d'ordre n ?

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice d'ordre n est une matrice carrée à n lignes et n colonnes.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'une matrice diagonale ?  

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice diagonale est une matrice carrée dont les entrées sont toutes nulles, à l'exception des entrées de la diagonale principale.

Montrer la question

Question

Quel est le déterminant d'une matrice ?

Montrer la réponse

Réponse

Le déterminant d'une matrice est un nombre qui peut être utilisé pour décrire la transformation linéaire représentée par la matrice.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'une matrice symétrique ?

Montrer la réponse

Réponse

Une matrice symétrique est une matrice carrée dont les entrées sont toutes égales, jusqu'à une permutation des lignes et des colonnes (voir la diagonale comme axe de symétrie).

Montrer la question

Question

Quelle est la transposée de d'une matrice ?

Montrer la réponse

Réponse

La transposée d'une matrice est une matrice obtenue en interchangeant les lignes et les colonnes de la matrice originale.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce que la propriété associative des opérations matricielles ?

Montrer la réponse

Réponse

La propriété associative des opérations matricielles stipule que l'ordre dans lequel les opérations matricielles sont effectuées n'affecte pas le résultat. C'est-à-dire que pour deux matrices quelconques A et B, et une matrice quelconque C, on a (A+B)+C = A+(B+C).

Montrer la question

Question

Quelle est la propriété de commutativité des opérations matricielles ?

Montrer la réponse

Réponse

La propriété commutative des opérations matricielles indique que l'ordre dans lequel les opérations matricielles sont effectuées n'affecte pas le résultat. C'est-à-dire que pour deux matrices quelconques A et B, on a A+B = B+A.

Montrer la question

Question

Quelle est la propriété distributive des opérations matricielles ?

Montrer la réponse

Réponse

La propriété distributive des opérations matricielles stipule que, pour deux matrices quelconques A et B et une matrice quelconque C, on a (A+B)C = AC+BC.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce que la matrice d'identité ?

Montrer la réponse

Réponse

La matrice identité est un carré matrice avec des 1 sur la diagonale principale et des 0 partout ailleurs.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce que l'addition de matrices ?

Montrer la réponse

Réponse

L'addition de matrices est l'opération qui consiste à ajouter deux matrices ensemble. Le résultat est une nouvelle matrice dont les entrées sont la somme des entrées des matrices d'origine.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce que la soustraction de matrices ?

Montrer la réponse

Réponse

La soustraction de matrices est l'opération qui consiste à soustraire une matrice d'une autre. Le résultat est une nouvelle matrice dont les entrées sont la différence des entrées des matrices originales.

Montrer la question

60%

des utilisateurs ne réussissent pas le test de Matrices ! Réussirez-vous le test ?

lancer le quiz

Complète tes cours avec des thèmes et sous-thèmes disponibles pour chaque matière!

Inscris-toi gratuitement et commence à réviser !