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Maths expertes — Matrices

Matrices : opérations et propriétés

Définition, addition, multiplication, matrice identité, inverse, déterminant 2×2

Résumé synthétiqueFiche en 5 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

Une matrice est un tableau rectangulaire de nombres : un outil qui range et transforme des données. Une matrice de taille $m \times n$ a $m$ lignes et $n$ colonnes, et on note $a_{ij}$ son coefficient ligne $i$, colonne $j$. On les additionne terme à terme, on les multiplie par un nombre, et surtout on les multiplie entre elles selon une règle « ligne par colonne » qui encode la composition de transformations. Attention : ce produit n'est pas commutatif, $AB \neq BA$ en général — c'est la grande surprise du chapitre. La matrice identité $I_n$ joue le rôle du $1$, et certaines matrices carrées admettent une inverse $A^{-1}$. Pour les matrices $2 \times 2$, tout se lit dans un seul nombre, le déterminant $ad - bc$ : nul, pas d'inverse ; non nul, une inverse explicite.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Matrices : opérations et propriétés, extraits du quiz de révision.

Le produit d'une matrice $2 \times 3$ par une matrice $3 \times 4$ a pour taille :
Réponse :
$2 \times 4$
Les dimensions intérieures coïncident ($3 = 3$), le produit est défini et a pour taille (lignes de $A$) $\times$ (colonnes de $B$), soit $2 \times 4$.
La multiplication des matrices est-elle commutative ?
Réponse :
Non, en général $AB \neq BA$
$AB \neq BA$ en général, même pour des matrices carrées : la multiplication matricielle n'est pas commutative.
Le déterminant de $A = \begin{pmatrix} 3 & 1 \\ 2 & 4 \end{pmatrix}$ vaut :
Réponse :
$10$
$\det(A) = ad - bc = 3 \times 4 - 1 \times 2 = 12 - 2 = 10$.
La matrice identité $I_2$ est :
Réponse :
$\begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}$
$I_2$ porte des $1$ sur la diagonale et des $0$ ailleurs ; c'est l'élément neutre du produit : $A I_2 = A$.