INFO TEST n° 2 Matrices et systèmes 17 février 2016 BTS 1 B
EXERCICE 1
Soit la parabole P d'équation y = a x2 + b x + c dans le plan
muni d'un repère orthonormal.
On admet que P passe par les points : A ( 1 , 1) , B( 2 , 4 ) et C( − 1 , 3 ).
1. Déterminer un système de trois équations à trois inconnues a , b et c
qui traduit que P passe par les points A , B et C .
REPONSE:
A est sur P donc : a x 1 2 + b x 1 + c = 1 c-à-d a + b + c = 1
B est sur P donc : a x 2 2 + b x 2 + c = 4 c-à-d 4 a + 2 b + c = 4
C est sur P donc : a x ( − 1 )2 + b x ( − 1 ) + c = 3 c-à-d a − b + c = 3
Conclusion:
a + b + c = 1
4 a + 2 b + c = 4
a − b + c = 3
2. Résoudre ensuite ce système ainsi obtenu et donner alors l'équation de P.
REPONSE :
Soit :
A est inversible. ( admis )
On a:
Avec la calculatrice:
Conclusion: a = 4 / 3 b = − 1 c = 2 / 3
y = ( 4 / 3 ) x2 − x + 2 / 3
3. La parabole P passe-t-elle par l'origine O( 0 , 0) ?
REPONSE : Non car le terme constant c n'est pas nul.
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EXERCICE 2
1.Résoudre dans IR3 le système :
REPONSE:
z = 2 puis y = 3 enfin x = 2 en remontant le système
Conclusion S= { ( 2 ; 3 ; 2 ) }
2. Résoudre dans IR3 le système :
Si l'on retranchait trois fois membre à membre la première équation
à la deuxième équation et si l'on retranchait membre à membre deux
fois la première à la troisième équation que se passerait-il ?
REPONSE:
On obtiendrait :
C'est-à-dire le système précédent.
Donc il est inutile de refaire le travail.
Conclusion S= { ( 2 ; 3 ; 2 ) }
3. Proposer un système de trois équations linéaires dont l'ensemble solution est :
S = {( 5 ; 2 ; − 3 ) }
REPONSE:
On peut proposer:
x + y + z = 4
2 x - 3 y + z = 1
3 x + 5 y - 2 z = 31
4. Résoudre dans IR3 le système :
REPONSE:
Soit:
A est inversible.
Le système devient:
c-à-d
Conclusion S= { ( 2 ; 3 ; 2 ) }
5. On considère les matrices:
et
a . Calculer la matrice A² . Que remarquez-vous?
Pouvez -vous en déduire A3 ?
REPONSE:
On trouve : A2 = A
Donc: A3 = A2 x A = A x A = A2 = A
c-à-d A3 = A
b. Trouver la matrice B telle que B = I + A .
Calculer B × A.
Que remarquez-vous?
REPONSE:
On obtient :
Conclusion:
De plus : B x A = ( I + A ) x A = A + A2 = A + A = 2 A
Donc:
Conclusion : B x A = 2 A
6. Soit l'égalité:
Trouver les réels x , y , z .
REPONSE:
Soit la matrice inversible :
Le système s'écrit :
Avec la calculatrice on obtient:
Conclusion:
S= { ( 5 ; 2 ; − 3 ) }
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EXERCICE 3
Les calculs se feront à la calculatrice.
1. Calculer la matrice produit M x A.
REPONSE:
On a :
2. Trouver la matrice A− 1 .
REPONSE:
La matrice A est inversible
Conclusion:
3. Calculer la matrice A x B.
REPONSE:
Avec la calculatrice:
4. Résoudre dans IR3 le système :
REPONSE:
Soit
Comme a est inversible il s'écrit : A x X = B
c-à-d X = A− 1 x B
c-à-d
Conclusion: S = { ( 8 ; ; 12 ; 13 ) }
5. Une usine fabrique trois sortes d'articles : a1 , a 2 , a3 ,
à partir de trois modules : m1 , m2 , m3 .
Elle dispose seulement de : 200 modules m1 , 200 modules m2 , 200 modules m3 .
Par exemple pour fabriquer un article a 2 , il lui faut 9 modules m1 et 8 modules m3 .
Un module m1 pèse 5 Kg et coûte 180 euros.
On donne les tableaux suivants :
a.Quand on écrit : 81 = 5 x 3 + 6 x 9 + 3 x 4
que représente 81 pour un article a1 et dans quelle unité ?
REPONSE:
81 en Kg est la masse pour produire un article a1
b. Quelle est la masse nécessaire pour produire un article a 2 ?
REPONSE:
On a : 69 = 5 x 9 + 6 x 0 + 3 x 8
69 en Kg est la masse pour produire un article a 2
c.Quand on écrit : 3390 = 180 x 3 + 250 x 9 + 150 x 4
que représente 3390 pour un article a1 et dans quelle unité ?
REPONSE:
3390 est en euros le coût pour produire un article a1
d. A l'aide de A x B dire si l'entreprise peut produire 8 article a1 ,
12 articles a 2 , 13 articles a3 alors qu'elle ne dispose que 200 modules
de chaque sorte.
REPONSE:
Donc la production de 8 article a1 , 12 articles a 2 , 13 articles a3 nécessite
197 modules m1 , 189 modules m2 mais attention aussi 206 modules m3.
Or elle ne dispose que de 200 modules m3.
Conclusion: l'entreprise ne peut pas réaliser cette production
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