Flashcards : Analyse vectorielle et algèbre linéaire — 52 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un système linéaire de m équations à n inconnues ?

Réponse

Un ensemble d'équations de la forme j=1naijxj=bi\sum_{j=1}^n a_{ij}x_j = b_i.

2Question

Qu'est-ce que la matrice des coefficients d'un système linéaire ?

Réponse

La matrice A=(aij)A=(a_{ij}) de taille m×nm \times n formée par les coefficients des inconnues.

3Question

Comment obtient-on la matrice augmentée d'un système linéaire ?

Réponse

En accolant à la matrice des coefficients la colonne du second membre.

4Question

Qu'est-ce qui caractérise un système homogène ?

Réponse

Son second membre est nul.

5Question

Qu'est-ce qu'un système compatible ?

Réponse

Un système qui admet au moins une solution.

6Question

Qu'est-ce qu'un système incompatible ?

Réponse

Un système qui n'admet aucune solution.

7Question

Quand deux systèmes sont-ils équivalents ?

Réponse

Lorsqu'ils possèdent le même ensemble de solutions.

8Question

Pourquoi un système homogène est-il toujours compatible ?

Réponse

Parce que le vecteur nul est une solution.

9Question

Qu'est-ce que le système homogène associé à un système linéaire ?

Réponse

C'est le système qui conserve les mêmes coefficients et remplace le second membre par une colonne nulle.

10Question

Comment s'exprime toute solution d'un système linéaire connaissant une solution particulière x₀ ?

Réponse

Toute solution s'écrit x₀ plus une solution h du système homogène associé.

11Question

Quels sont les possibles nombres de solutions d'un système linéaire ?

Réponse

L'ensemble des solutions est vide, réduit à une solution ou infini.

12Question

Pourquoi l'ensemble des solutions d'un système homogène forme-t-il un espace vectoriel ?

Réponse

Parce qu'il est stable par addition et multiplication par un réel.

13Question

Qu'est-ce qu'une matrice échelonnée ?

Réponse

Une matrice où le premier coefficient non nul de chaque ligne est strictement à droite de celui de la ligne précédente.

14Question

Comment appelle-t-on le premier coefficient non nul d'une ligne dans une matrice échelonnée ?

Réponse

Le pivot.

15Question

Qu'est-ce qu'une variable libre dans un système linéaire échelonné ?

Réponse

Une inconnue correspondant à une colonne sans pivot.

16Question

Que signifie une ligne de la forme 0=β0=\beta avec β0\beta\ne0 dans un système ?

Réponse

Le système est incompatible.

17Question

Quelle solution possède un système échelonné sans variable libre ?

Réponse

Une solution unique obtenue par remontée.

18Question

Que possède un système échelonné avec des variables libres ?

Réponse

Une infinité de solutions paramétrées par ces variables.

19Question

Que fait la méthode du pivot de Gauss sur un système ?

Réponse

Elle transforme un système en système échelonné par opérations élémentaires.

20Question

Quelle étape suit la transformation en système échelonné par pivot de Gauss ?

Réponse

La détermination des inconnues par remontée.

21Question

Quelles sont les opérations élémentaires sur les lignes d'un système ?

Réponse

Permutation de deux lignes, multiplication par un réel non nul, ajout d'un multiple d'une autre ligne.

22Question

Quel effet ont les opérations élémentaires sur l'ensemble des solutions d'un système ?

Réponse

Elles ne changent pas l'ensemble des solutions.

23Question

Que signifie la ligne 0=10=1 obtenue après élimination dans un système ?

Réponse

Le système est incompatible.

24Question

Qu'est-ce qu'une matrice de taille m×n ?

Réponse

Un tableau de nombres avec m lignes et n colonnes.

25Question

Qu'est-ce qui caractérise une matrice carrée ?

Réponse

Elle a autant de lignes que de colonnes.

26Question

Quels sont les coefficients diagonaux d'une matrice carrée ?

Réponse

Ceux situés sur la diagonale principale.

27Question

Qu'est-ce qu'une matrice diagonale ?

Réponse

Une matrice carrée avec tous les coefficients hors diagonale nuls.

28Question

Qu'est-ce que la matrice identité InI_n ?

Réponse

Une matrice diagonale carrée avec tous les coefficients diagonaux égaux à 1.

29Question

Qu'est-ce qui caractérise une matrice triangulaire supérieure ?

Réponse

Ses coefficients sous la diagonale sont nuls.

30Question

Qu'est-ce qui caractérise une matrice triangulaire inférieure ?

Réponse

Ses coefficients au-dessus de la diagonale sont nuls.

31Question

Comment se fait l'addition de deux matrices ?

Réponse

Coefficient par coefficient.

32Question

Quelle condition impose l'addition de matrices ?

Réponse

Les matrices doivent avoir la même taille.

33Question

Quelle est la taille du produit AB si A est m×n et B est n×p ?

Réponse

Le produit AB est de taille m×p.

34Question

Quelle est la formule du coefficient cijc_{ij} du produit AB ?

Réponse

cij=k=1naikbkjc_{ij}=\sum_{k=1}^{n}a_{ik}b_{kj}.

35Question

Le produit matriciel est-il commutatif en général ?

Réponse

Non, il n'est pas commutatif en général.

36Question

Comment s'obtient la transposée d'une matrice ?

Réponse

En échangeant ses lignes et ses colonnes.

37Question

Quelles propriétés vérifie le produit matriciel pour des tailles compatibles ?

Réponse

Il est distributif et associatif.

38Question

Quelle relation lie la transposée du produit matriciel à celle des facteurs ?

Réponse

(AB)T=BTAT(AB)^\mathsf{T}=B^\mathsf{T}A^\mathsf{T}.

39Question

Qu'est-ce que le rang d'une matrice ?

Réponse

Le nombre de lignes non nulles ou de pivots dans une forme échelonnée.

40Question

Quelle inégalité vérifie le rang d'une matrice m×nm\times n ?

Réponse

rang(A)min(m,n)\operatorname{rang}(A) \leq \min(m,n).

41Question

Le rang d'une matrice est-il égal au rang de sa transposée ?

Réponse

Oui, ils sont égaux.

42Question

Que signifie rang(A~)=rang(A)+1\operatorname{rang}(\widetilde A)=\operatorname{rang}(A)+1 pour un système ?

Réponse

Le système n'a aucune solution.

43Question

Que signifie rang(A~)=rang(A)=n\operatorname{rang}(\widetilde A)=\operatorname{rang}(A)=n pour un système ?

Réponse

Le système possède une solution unique.

44Question

Qu'est-ce que le déterminant d'une matrice carrée ?

Réponse

Un nombre défini récursivement par les mineurs et les signes alternés.

45Question

Quelle est la formule du déterminant d'une matrice 2×2 ?

Réponse

\text{det}\begin{pmatrix}a&b\c&d\end{pmatrix}=ad-bc.

46Question

Que fait l'échange de deux lignes au déterminant ?

Réponse

Il change le signe du déterminant.

47Question

Quel effet a multiplier une ligne par d sur le déterminant ?

Réponse

Le déterminant est multiplié par d.

48Question

Que fait ajouter un multiple d'une ligne à une autre au déterminant ?

Réponse

Le déterminant reste inchangé.

49Question

Comment calcule-t-on le déterminant d'une matrice triangulaire ?

Réponse

C'est le produit des coefficients diagonaux.

50Question

Quelle est la valeur du déterminant de la matrice identité InI_n ?

Réponse

det(In)=1\det(I_n)=1.

51Question

Quelle est la formule pour det(dA)\det(dA) si A est carrée de taille n ?

Réponse

det(dA)=dndet(A)\det(dA)=d^n\det(A).

52Question

Que signifie rang(A~)=rang(A)<n\operatorname{rang}(\widetilde A)=\operatorname{rang}(A)<n pour un système linéaire ?

Réponse

Le système a une infinité de solutions avec nrang(A)n - \operatorname{rang}(A) paramètres.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 29 questions sur Analyse vectorielle et algèbre linéaire.

1. Dans un système linéaire de mm équations à nn inconnues, quelle structure décrit correctement chaque équation ?

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