Opérations matricielles : Transformations élémentaires

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Description

Cette séance de cours couvre les transformations élémentaires des matrices, y compris les matrices équivalentes à des rangées, les éléments pivotants et la forme échelon-ligne réduite. Il explique comment transformer une matrice en forme d'échelon-ligne et le concept d'équivalence-ligne. La séance de cours introduit également la notion de matrices échelonées et leurs propriétés.

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Concepts associés (112)

Matrice élémentaire

Une matrice est dite élémentaire lorsqu'elle est obtenue en appliquant une seule opération élémentaire sur les lignes de la matrice identité. Les opérations élémentaires sur les lignes d'une matrice sont les suivantes : permuter deux lignes entre elles ; ajouter un multiple d'une ligne à une autre ligne ; multiplier une ligne par un scalaire non nul. Un examen direct des trois types montre que toute matrice élémentaire est inversible et de transposée élémentaire.

Matrice échelonnée

En algèbre linéaire, une matrice est dite échelonnée en lignes si le nombre de zéros précédant la première valeur non nulle d'une ligne augmente strictement ligne par ligne jusqu'à ce qu'il ne reste éventuellement plus que des zéros. Voici un exemple de matrice échelonnée (les désignent des coefficients quelconques, les des pivots, coefficients non nuls) : Une matrice échelonnée est dite matrice échelonnée réduite, ou matrice canonique en lignes, si les pivots valent 1 et si les autres coefficients dans les colonnes des pivots sont nuls.

Matrices l-équivalentes

En algèbre linéaire, deux matrices sont l-équivalentes (ou ligne-équivalentes) si on peut passer de l'une à l'autre par des opérations élémentaires sur les lignes. Si A et B sont deux matrices, cette condition se réécrit comme : il existe une matrice inversible tel que . Deux matrices A et B de sont l-équivalentes s'il existe des matrices élémentaires telles que . Ceci revient à dire que l'on peut passer de l'une à l'autre par des opérations élémentaires sur les lignes.

Pivot element

The pivot or pivot element is the element of a matrix, or an array, which is selected first by an algorithm (e.g. Gaussian elimination, simplex algorithm, etc.), to do certain calculations. In the case of matrix algorithms, a pivot entry is usually required to be at least distinct from zero, and often distant from it; in this case finding this element is called pivoting. Pivoting may be followed by an interchange of rows or columns to bring the pivot to a fixed position and allow the algorithm to proceed successfully, and possibly to reduce round-off error.

Espace colonne et espace des rangées

En algèbre linéaire, lespace colonne (aussi appelé espace des colonnes ou ) d'une matrice A est l'espace engendré par toutes les combinaisons linéaires de ses vecteurs colonne. L'espace colonne d'une matrice est l'image de lapplication linéaire correspondante. Soit un corps. L'espace colonne d'une matrice de taille à éléments dans est un sous-espace vectoriel de . La dimension d'un espace colonne est appelé le rang d'une matrice et est au plus égal au minimum de et . Une définition des matrices sur un anneau est également possible.