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Soit n un entier naturel non nul et A=a1,1a2,1a3,1…an,1a1,2a2,2a3,2…an,2……………a1,na2,na3,n…an,n une matrice carrée d'ordre n.
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Propriétés
1. Le déterminant de A, noté det(A) ou a1,1a2,1a3,1…an,1a1,2a2,2a3,2…an,2……………a1,na2,na3,n…an,n, vaut :
a1,1a2,2a3,2a4,2…an,2……………a2,na3,na4,n…an,n−a2,1a1,2a3,2a4,2…an,2……………a1,na3,na4,n…an,n+a3,1a1,2a2,2a4,2…an,2……………a1,na2,na4,n…an,n+…+(−1)n+1an,1a1,2a2,2a3,2…an−1,2……………a1,na2,na3,n…an−1,n.
Cela permet de caculer, par récurrence, le déterminant d'une matrice carrée d'ordre n quelconque.
2. On rappelle que si A=(acbd), alors det(A)=ad−bc.
3.A est inversible si, et seulement si, det(A)=0.
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Remarque
Lorsque A est inversible, une méthode de détermination de la matrice A−1 est explicitée dans le
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Exercices
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1
Déterminer, en utilisant le déterminant, si chacune des matrices suivantes est inversible.
1.A=2131011−12
2.B=3121−14−2−22
3.C=50−10280112212111
4.D=500000−100000200000−3000001
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2
Dans cet exercice, n∈N∗.
1. Soit D une matrice diagonale de taille n.
Montrer que det(D) est égal au produit des éléments diagonaux de D.
2. Soit T une matrice triangulaire supérieure (c'est‑à‑dire pour laquelle ti,j=0, i>j).
Montrer que det(T) est égal au produit des éléments diagonaux de T.
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3
Soit n un entier naturel non nul.
On admet que pour toutes matrices carrées d'ordre n à coefficients réels A et B, on a det(AB)=det(A)det(B).
1. Montrer que AB est inversible si, et seulement si, A et B sont inversibles.
2. Exprimer alors (AB)−1 en fonction de A−1 et B−1.
3. Calculer det(In) puis en déduire que si A est inversible, alors det(A−1)=det(A)1.
Aide
On rappelle que pour une matrice diagonale, le déterminant est égal au produit des éléments diagonaux.
4. Deux matrices carrées d'ordre n sont semblables lorsqu'il existe une matrice inversible P telle que A=PBP−1.
Montrer que si A et B sont deux matrices semblables, alors elles ont le même déterminant.