Flashcards : Généralités sur les matrices (58 cartes)

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1Question

Que représente la taille n×pn\times p d’une matrice ?

Réponse

Elle indique le nombre de lignes et de colonnes.

2Question

À quelle position se trouve le coefficient ai,ja_{i,j} ?

Réponse

À l’intersection de la ligne ii et de la colonne jj.

3Question

Combien de lignes et de colonnes possède une matrice carrée d’ordre nn ?

Réponse

nn lignes et nn colonnes.

4Question

Quelles valeurs prennent les coefficients diagonaux et hors diagonale de la matrice identité d’ordre nn ?

Réponse

Les coefficients diagonaux valent 1 et les autres valent 0.

5Question

Comment note-t-on la matrice identité d’ordre nn ?

Réponse

InI_n.

6Question

Quelle condition doit vérifier chaque paire de coefficients de mêmes positions pour que deux matrices soient égales ?

Réponse

Ces coefficients doivent être égaux deux à deux.

7Question

Quelle condition permet d’additionner ou de soustraire deux matrices ?

Réponse

Elles doivent avoir la même taille.

8Question

Comment obtient-on le produit d’une matrice AA par un réel λ\lambda ?

Réponse

On multiplie chaque coefficient de AA par λ\lambda.

9Question

Quand le produit de matrices ABAB est-il défini ?

Réponse

Lorsque le nombre de colonnes de AA égale le nombre de lignes de BB.

10Question

Quelle est la taille de ABAB si AA est de taille n×pn\times p et BB de taille p×mp\times m ?

Réponse

n×mn\times m.

11Question

Comment calcule-t-on le coefficient ci,jc_{i,j} du produit ABAB ?

Réponse

ci,j=∑k=1pai,kbk,jc_{i,j}=\sum_{k=1}^{p}a_{i,k}b_{k,j}.

12Question

Quelle propriété le produit matriciel ne vérifie-t-il généralement pas ?

Réponse

La commutativité : en général, AB≠BAAB\ne BA.

13Question

Quel rôle joue InI_n dans le produit avec une matrice carrée AA d’ordre nn ?

Réponse

C’est l’élément neutre à gauche et à droite.

14Question

Quelle propriété vérifie le produit matriciel A(BC)A(BC), lorsque les produits sont définis ?

Réponse

A(BC)=(AB)CA(BC)=(AB)C.

15Question

Comment développer A(B+C)A(B+C) lorsque les opérations sont définies ?

Réponse

A(B+C)=AB+ACA(B+C)=AB+AC.

16Question

Comment développer (A+B)C(A+B)C lorsque les opérations sont définies ?

Réponse

(A+B)C=AC+BC(A+B)C=AC+BC.

17Question

Comment définit-on la puissance kk-ième d’une matrice carrée AA pour un entier positif kk ?

Réponse

Le produit de kk facteurs égaux à AA.

18Question

Quand une matrice carrée AA d’ordre nn est-elle inversible ?

Réponse

Lorsqu’il existe une matrice BB telle que AB=BA=InAB=BA=I_n.

19Question

Comment définit-on la matrice inverse A−1A^{-1} de AA ?

Réponse

C’est l’unique matrice telle que AA−1=A−1A=InAA^{-1}=A^{-1}A=I_n.

20Question

Quelle condition sur det⁡(A)\det(A) rend inversible une matrice carrée AA d’ordre 2 ?

Réponse

det⁡(A)≠0\det(A)\ne 0.

21Question

Quelle formule donne l’inverse d’une matrice carrée AA d’ordre 2 lorsque det⁡(A)≠0\det(A)\ne 0 ?

Réponse

A−1=1det⁡(A)(d−b−ca)A^{-1}=\frac{1}{\det(A)}\begin{pmatrix}d&-b\\-c&a\end{pmatrix}.

22Question

Comment s’écrit matriciellement un système linéaire à n équations et n inconnues ?

Réponse

AX=BAX=B

23Question

Que représente la matrice A dans AX=BAX=B ?

Réponse

La matrice des coefficients.

24Question

Que représentent X et B dans AX=BAX=B ?

Réponse

X est la colonne des inconnues et B la colonne des termes connus.

25Question

Quelle méthode résout AX=BAX=B lorsqu'A est inversible ?

Réponse

La méthode consiste à multiplier les deux membres par A−1A^{-1}.

26Question

Quelle est la taille d’une matrice ligne ?

Réponse

1×p1\times p.

27Question

Combien de lignes comporte une matrice ligne ?

Réponse

Une ligne.

28Question

Combien de colonnes comporte une matrice ligne de taille 1×p1\times p ?

Réponse

pp colonnes.

29Question

Quelle est la taille d’une matrice colonne ?

Réponse

n×1n\times1.

30Question

Combien de lignes comporte une matrice colonne de taille n×1n\times1 ?

Réponse

nn lignes.

31Question

Combien de colonnes comporte une matrice colonne ?

Réponse

Une colonne.

32Question

Quand une matrice carrée est-elle diagonale ?

Réponse

Lorsque tous ses coefficients hors de la diagonale sont nuls.

33Question

Quelle égalité caractérise les coefficients symétriques par rapport à la diagonale d’une matrice symétrique ?

Réponse

Ils sont égaux.

34Question

Quelle est la valeur de tous les coefficients de la matrice nulle de taille n×pn\times p ?

Réponse

Ils sont nuls.

35Question

Comment note-t-on la matrice nulle de taille n×pn\times p ?

Réponse

On,pO_{n,p}.

36Question

Comment calcule-t-on un coefficient de la somme de deux matrices ?

Réponse

(A+B)i,j=ai,j+bi,j(A+B)_{i,j}=a_{i,j}+b_{i,j}

37Question

Comment calcule-t-on un coefficient de la différence de deux matrices ?

Réponse

(A−B)i,j=ai,j−bi,j(A-B)_{i,j}=a_{i,j}-b_{i,j}

38Question

Quelles propriétés l’addition des matrices vérifie-t-elle ?

Réponse

Elle est commutative et associative.

39Question

Quelle matrice est l’élément neutre de l’addition des matrices ?

Réponse

La matrice nulle de même taille.

40Question

Comment distribue-t-on λ\lambda sur la somme de matrices A+BA+B ?

Réponse

λ(A+B)=λA+λB\lambda(A+B)=\lambda A+\lambda B

41Question

À quoi est égal 1A1A pour une matrice AA ?

Réponse

1A=A1A=A

42Question

Comment calcule-t-on le produit d’une matrice ligne par une matrice colonne ?

Réponse

LC=∑k=1nl1,kck,1LC=\sum_{k=1}^{n}l_{1,k}c_{k,1}.

43Question

Que peut-on dire des facteurs d’un produit matriciel nul ?

Réponse

Aucun des deux facteurs n’a nécessairement besoin d’être nul.

44Question

Quel est le produit d’une matrice par une matrice nulle compatible ?

Réponse

Une matrice nulle.

45Question

Que donne le produit d’une matrice nulle compatible placée à gauche ?

Réponse

Une matrice nulle.

46Question

Comment répartir un réel λ\lambda dans le produit matriciel ABAB ?

Réponse

λ(AB)=(λA)B=A(λB)\lambda(AB)=(\lambda A)B=A(\lambda B).

47Question

Quelle est la puissance d’exposant zéro d’une matrice carrée non nulle AA ?

Réponse

La matrice identité de même ordre : A0=InA^0=I_n.

48Question

Comment calculer A3A^3 à partir d’une puissance précédente de la matrice carrée AA ?

Réponse

En multipliant A2A^2 par AA : A3=A2AA^3=A^2A.

49Question

Que fait la matrice TT d’ordre 5 aux lignes de MM dans le produit TMTM ?

Réponse

Elle effectue une permutation cyclique des lignes.

50Question

Que fait la matrice TT d’ordre 5 aux colonnes de MM dans le produit MTMT ?

Réponse

Elle effectue une permutation cyclique des colonnes.

51Question

Comment les pixels noirs sont-ils représentés dans une matrice modélisant une image numérique en noir et blanc ?

Réponse

Par des coefficients égaux à 0.

52Question

Comment les pixels blancs sont-ils représentés dans une matrice modélisant une image numérique en noir et blanc ?

Réponse

Par des coefficients égaux à 1.

53Question

Pour des matrices carrées AA et BB de même ordre, quelle égalité implique BA=InBA=I_n ?

Réponse

AB=InAB=I_n.

54Question

Combien de matrices BB vérifient AB=BA=InAB=BA=I_n lorsque AA est inversible ?

Réponse

Une seule.

55Question

Quel est le déterminant de A=\begin{pmatrix}a&b\c&d\end{pmatrix} ?

Réponse

ad−bcad-bc.

56Question

Pour prouver l’inversibilité d’une matrice carrée AA d’ordre supérieur à 2, quelle égalité suffit-il d’établir ?

Réponse

AB=InAB=I_n pour une matrice BB.

57Question

Qu’est-ce qu’un système linéaire à n équations et n inconnues ?

Réponse

Chaque équation est une combinaison linéaire des inconnues égale à un terme connu.

58Question

Quels sont les cas possibles si A n’est pas inversible dans AX=BAX=B ?

Réponse

Le système admet une infinité de solutions ou aucune solution.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 20 questions sur Généralités sur les matrices.

1. Un tableau de données comporte 4 lignes et 3 colonnes. Quelle est sa taille comme matrice ?

2. Dans une matrice, le coefficient a2,3a_{2,3} est repéré. À quel emplacement se trouve-t-il ?

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