Calculer l'inverse de … par la méthode de Gauss-Jordan, puis vérifier…
Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques MPSI, chapitre 9 — Calcul matriciel et systèmes linéaires · D. L'anneau et les inversibles
Énoncé
Calculer l'inverse de par la méthode de Gauss-Jordan, puis vérifier en résolvant .
Corrigé
Stratégie : Gauss-Jordan sur la matrice augmentée . On applique à une suite d'opérations élémentaires jusqu'à obtenir ; les mêmes opérations, appliquées à , produisent . C'est légitime parce que chaque opération élémentaire est une multiplication à gauche par une matrice inversible.
a) Descente. La partie gauche est triangulaire supérieure à diagonale , sans zéro : est inversible (et ).
b) Remontée. puis :
c) Vérification par le système. Résoudre revient à , soit On le retrouve directement : la première ligne donne , la troisième d'où , et la deuxième d'où (en soustrayant la troisième), puis . Les deux calculs coïncident.
⚠️ Le point délicat : les opérations doivent porter sur la ligne entière, moitié droite comprise, et toujours dans le même ordre. Une opération oubliée à droite fabrique une matrice qui n'a plus rien à voir avec , sans que rien ne le signale. C'est pourquoi on termine toujours par le contrôle .
Contrôle numérique. (produit exact vérifié dans les deux ordres), et . Contrôle de la première ligne à la main : contre les colonnes de donne ✓.
Ce que l'exercice installe. Inverser une matrice, c'est résoudre systèmes d'un coup — un par colonne de — et l'algorithme du pivot les traite simultanément. C'est la méthode de calcul effective : aucune formule explicite (comme celle par les cofacteurs) n'est utilisable au-delà de .
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.