corrigé 2011

 

A=\left(
\begin{array}{rrr}
2&1&0\\
-1&0&1\\
1&-1&2
\end{array}
\right)

1)

Je fixe la ligne N°1

det A =2(-1)^{1+1}\times
\left|
\begin{array}{rr}
0&1\\
-1&2\\
\end{array}
\right| + 1(-1)^{1+2}\times 
\left|
\begin{array}{rr}
-1&1\\
1&2\\
\end{array}
\right|+0=2(0+1)-1(-2-1)

det(A) = 2 + 3 = 5

ou
\begin{tabular}{|ccc|c}
2&1&0&\\
-1&0&1&0+0+1=1\\
1&-1&2&\\
2&1&0&0-2-2=-4\\
1&-1&2&\\
-1&0&1&\\
\end{tabular}

 

det(A) = 1 - (-4) = 5

 

det(A) \neq 0 donc A est une matrice inversible

 

2)

\begin{tabular}{rrr|rrr|l}2&1&0&1&0&0&L_1\\-1&0&1&0&1&0&L_2\\1&-1&2&0&0&1&L_3\\\hline
2&1&0&1&0&0&L_1\\0&1&-2&1&2&0&L'_2 \leftarrow L_1+2L_2\\0&3&-4&1&0&-2&L'_3 \leftarrow L_1-2L_3\\-2&0&2&0&2&0&L'_1 \leftarrow L'_2-L_1\\\hline 0&1&2&1&2&0&L'_2\\0&0&10&2&6&2&L''_3\leftarrow 3L'_2-L'_3\\10&0&0&2&-4&2&L''_1 \leftarrow L_{3}-5L_{1}\\\hline 0&-5&0&-3&-4&2&L''_2 \leftarrow L''_3-5L'_2\\0&0&10&2&6&2&L_3\\1&0&0&\frac{1}{5}&\frac{-2}{5}&\frac{1}{5}&L''_1/10\\0&1&0&\frac{3}{5}&\frac{4}{5}&\frac{-2}{5}&L''_2/-5\\0&0&1&\frac{1}{5}&\frac{3}{5}&\frac{1}{5}&L'_3/10\\
\end{tabular}

 

A^{-1}=\frac{1}{5}
\left(
\begin{array}{rrr}
1&-2&1\\
3&4&-2\\
1&3&1
\end{array}
\right)

 

3)

\left\{
\begin{array}{l}
2x + y = -1\\
-x + z = 3\\
x - y + 2z = -3
\end{array}
\right.

 

Le système s'écrit


\left(
\begin{array}{rrr}
2&1&0\\
-1&0&1\\
1&-1&2
\end{array}
\right)
\left(
\begin{array}{c}
x\\
y\\
z
\end{array}
\right)=
\left(
\begin{array}{c}
-1\\
3\\
-3
\end{array}
\right)

 

Sous forme matricielle on a :

 

AX = B \Longleftrightarrow A^{-1}AX = A^{-1}B \Longleftrightarrow I_3X = A^{-1}B

 

donc X = A^{-1}B

 

\left(
\begin{array}{c}
x\\
y\\
z
\end{array}
\right)= 
\frac{1}{5}
\left(
\begin{array}{rrr}
1&-2&1\\
3&4&-2\\
1&3&1
\end{array}
\right)
\left(
\begin{array}{c}
-1\\
3\\
-3
\end{array}
\right)=
\frac{1}{5}
\left(
\begin{array}{rrr}
1&-6&-3\\
-3&+12&+6\\
-1&+9&-3
\end{array}
\right)=
\left(
\begin{array}{c}
-2\\
3\\
1
\end{array}
\right)

 

\left\{
\begin{array}{l}
x=-2\\
y=3\\
z=1
\end{array}
\right.

 

S={(-2;3;1)}

 

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