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La matrice : définition et opérations

Définition

Une matrice est un tableau rectangulaire de nombres réels organisé en m lignes et n colonnes. On note A = (aᵢⱼ) une matrice où aᵢⱼ désigne l'élément de la ligne i et de la colonne j. Une matrice m×n possède m×n éléments.

Explication

L'addition de matrices de même taille se fait terme à terme. Le produit de deux matrices A (m×n) et B (n×p) donne une matrice C (m×p) où cᵢⱼ = Σₖ aᵢₖ×bₖⱼ. Une matrice carrée peut avoir un inverse A⁻¹ si son déterminant est non nul. Les matrices modélisent des systèmes d'équations linéaires, des transformations géométriques et des transitions de chaînes de Markov.

Exemple concret

Système 2x+y=5, x−y=1. En notation matricielle : [[2,1],[1,−1]]×[[x],[y]]=[[5],[1]]. La solution est X = A⁻¹×B. det(A) = −2−1=−3 ≠ 0, donc la solution existe et est unique.

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Questions fréquentes

La multiplication de matrices est-elle commutative ?+
Non, en général A×B ≠ B×A. C'est une propriété fondamentale qui distingue les matrices des nombres.
Qu'est-ce que la matrice identité ?+
La matrice identité I est la matrice carrée avec des 1 sur la diagonale et des 0 ailleurs. A×I = I×A = A.
Comment trouver l'inverse d'une matrice 2×2 ?+
Pour A=[[a,b],[c,d]], A⁻¹ = (1/det(A))×[[d,−b],[−c,a]] avec det(A)=ad−bc.

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