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S14 – Calcul matriciel : inverse et systèmes

Élément Détail
Niveau BTS SIO option SISR, 1re année – mathématiques pour l'informatique
Séance S14 (séance 14 sur 19) – Phase 3
Durée 4 heures
Chapitre du programme Calcul matriciel – inverse, systèmes de Cramer
Prérequis S13 (produit de matrices).
Outils Papier, calculatrice, éditeur Python intégré au site

Note

Question qui guide la séance : « Comment résoudre un système d'équations linéaires avec des matrices ? »

Objectifs

À la fin de la séance, l'étudiant est capable de :

  1. Définir l'inverse d'une matrice carrée et vérifier qu'une matrice en est l'inverse ;
  2. Écrire un système linéaire sous la forme \(AX = B\) ;
  3. Résoudre un système de Cramer avec \(X = A^{-1}B\) ;
  4. Calculer l'inverse d'une matrice par la méthode itérative (opérations sur les lignes) ;
  5. Reconnaître une matrice non inversible au cours du calcul.

Contenu de la séance

Document Rôle
Cours – Inverse et systèmes Cours
Exercices – Inverse et systèmes linéaires Exercices
TP Python – Méthode de Gauss TP (éditeur Python intégré)
Aide-mémoire – Inverse et systèmes Aide-mémoire

Déroulé conseillé (4 h)

Durée Activité Format
0 h 00 – 0 h 20 Rappel S13 et accroche : deux commandes, deux prix inconnus Oral
0 h 20 – 1 h 30 Cours : inverse, systèmes de Cramer, méthode des lignes Cours et questions
1 h 30 – 2 h 45 Exercices Individuel, puis binômes
2 h 45 – 3 h 45 TP Python : résolution exacte avec des fractions Individuel
3 h 45 – 4 h 00 Auto-évaluation Individuel

Durées indicatives : la séance dure 4 h ; l'enseignant ajuste selon le rythme du groupe.

Application en informatique

Retrouver des tarifs unitaires à partir de factures, dimensionner des ressources à partir de mesures, systèmes d'équations de flux.

Évaluation

  • Feuille d'exercices corrigée, scripts du TP validés.
  • Auto-évaluation « Je sais faire » en fin d'exercices.
Notes pour l'enseignant
  • Programme : le chapitre est rattaché au programme officiel de mathématiques pour l'informatique (voir Programme et épreuve E3).
  • Le programme exclut le déterminant et les conditions d'existence de l'inverse : la méthode des lignes montre l'inversibilité par le calcul, sans théorème. Les justifications de la méthode ne sont pas exigées.