Quiz calcul matriciel Quiz calcul matriciel 1. Pour \(A,B\in{\cal M}_n({\Bbb K})\) on a \(\text{det}(AB)=\text{det}(BA)\). Vrai Faux \(\text{det}(AB)=\text{det}(A)\text{det}(B)=\text{det}(BA)\). 2. Pour \(A,B\in{\cal M}_n({\Bbb K})\), \(\text{tr}(A+B)=\text{tr}(A)+\text{tr}(B)\) et \(\text{tr}(AB)=\text{tr}(A)\text{tr}(B)\). Vrai Faux On a \(\text{tr}(AB)=\text{tr}(BA)\) mais pas \(\text{tr}(AB)=\text{tr}(A)\text{tr}(B)\). 3. Les matrices \(A=\begin{pmatrix}0&0\\ 1&0\end{pmatrix}\) et \(B=\begin{pmatrix}0&1\\ 0&0\end{pmatrix}\) sont semblables. Vrai Faux Si \(A=\text{Mat}_{(e_1,e_2)}(u)\) alors \(B=\text{Mat}_{(e_2,e_1)}(u)\). 4. Le déterminant d’une matrice diagonale est le produit des éléments diagonaux. Vrai Faux 5. Le sous-espace vectoriel des matrices de trace nulle est de dimension \(n-1\). Vrai Faux \(\text{Im}(\text{tr})\) est de dimension 1 donc d’après le théorème du rang, \(\text{Ker}(\text{tr})\) est de dimension \(n^2-1\). 6. Le rang d’une matrice triangulaire est égal au nombres de coefficients non nuls sur la diagonale. Vrai Faux La matrice \(\begin{pmatrix}0&1\\ 0&0\end{pmatrix}\) n’est pas de rang nul. 7. Si \(e=(e_1,\ldots,e_n)\) est une base et \(e’=(e_n,\ldots,e_1)\) alors \(\text{Mat}_{(e’)}(u)\) est la transposée de \(\text{Mat}_{(e)}(u)\). Vrai Faux En dimension 2, si \(\text{Mat}_{(e)}(u)=\begin{pmatrix}a&b\\ c&d\end{pmatrix}\) alors \(\text{Mat}_{(e’)}(u)=\begin{pmatrix}d&c\\ b&a\end{pmatrix}\). 8. L’ensemble des matrices non inversibles est un sous-espace vectoriel de \({\cal M}_n({\Bbb K})\). Vrai Faux La somme de deux matrices non inversibles peut être inversible : \(\begin{pmatrix}1&0\\ 0&0\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}0&0\\ 0&1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1&0\\ 0&1\end{pmatrix}\). 9. Deux matrices semblables ont même déterminant. Vrai Faux \(\text{det}(P^{-1}AP)=\text{det}(P^{-1}(AP))=\text{det}((AP)P^{-1})=\text{det}(A)\). 10. Deux matrices \(A\) et \(A’\) sont semblables s’il existe une matrice \(P\) telle que \(PA’=AP\). Vrai Faux Il faut en plus que \(P\) soit inversible. 11. Le rang d’une matrice triangulaire est supérieur ou égal au nombre de coefficients non nuls sur la diagonale. Vrai Faux Les colonnes dans lesquelles se trouvent ces coefficients non nuls sont linéairement indépendantes. 12. Toute matrice de rang 1 est semblable à une matrice dont les \(n-1\) premières colonnes sont nulles. Vrai Faux Il suffit de prendre une base adaptée à \(\text{Ker}(A)\). 13. Le produit de deux matrices triangulaires est une matrice triangulaire. Vrai Faux En revanche, le produit de deux matrices triangulaires supérieures est triangulaire supérieure ; le produit de deux matrices triangulaires inférieures est triangulaire inférieure. 14. \(\text{min}(\text{rg}(A),\text{rg}(B))≤\text{rg}(AB)≤\text{max}(\text{rg}(A),\text{rg}(B))\). Vrai Faux Au contraire, on a \(\text{rg}(AB)≤\text{min}(\text{rg}(A),\text{rg}(B))\). 15. Pour \(\lambda\in{\Bbb K}\) et \(A\in{\cal M}_n({\Bbb K})\), \(\text{det}(\lambda A)=\lambda\text{det}(A)\). Vrai Faux On a \(\text{det}(\lambda A)=\lambda^n\text{det}(A)\). 16. Pour \(A,B,C,D\in{\cal M}_n({\Bbb K})\), \(\text{det}\begin{pmatrix}A&B\\ C&D\end{pmatrix}=\text{det}(A)\text{det}(D)-\text{det}(B)\text{det}(C)\). Vrai Faux Cela n’est vrai que si \(B\) ou \(C\) est la matrice nulle. 17. La dimension de l’espace des matrices symétriques est \(\displaystyle\frac{n(n+1)}2\). Vrai Faux Sa base canonique est formée des matrices \(E_{ij}\), \((1 ≤ i ≤ j ≤ n)\). 18. Une matrice \(A\in{\cal M}_n({\Bbb K})\) est inversible si et seulement si \(\text{rg}(A)=n\). Vrai Faux Un endomorphisme est inversible si et seulement si il est surjectif. 19. La dimension de l’espace des matrices symétriques est \(\displaystyle\frac{n(n-1)}2\). Vrai Faux La valeur correcte est \(\frac{n(n+1)}2\). Sa base canonique est constituée des matrices \(E_{ii}\), \((1 ≤ i ≤ n)\) et \(E_{ij}+E_{ji}\), \((1 ≤ i < j ≤ n)\). 20. Le déterminant d’une matrice triangulaire est le produit des éléments diagonaux. Vrai Faux 21. Le rang d’une matrice diagonale est égal au nombre de coefficients non nuls sur la diagonale. Vrai Faux Les colonnes dans lesquelles se trouvent les coefficients non nuls sont linéairement indépendantes. 22. Une matrice triangulaire dont les termes diagonaux sont nuls est nilpotente. Vrai Faux L’endomorphisme associé vérifie \(u(e_i)\in\text{Vect}(e_1,\ldots,e_{i-1})\) pour tout \(i\in\{1.\ldots,n\}\) donc \(u^k(e_i)\in\text{Vect}(e_1,\ldots,e_{i-k})\) et \(u^n(e_i)=0\). 23. Le déterminant de Vandermonde \(V(x_1,\ldots,x_n)\) vaut \(\displaystyle\prod_{i\ne j}(x_j-x_i)\). Vrai Faux Il vaut \(\displaystyle\prod_{i < j}(x_j-x_i)\). 24. Le déterminant est une application linéaire de \({\cal M}_n({\Bbb K})\) vers \(\Bbb K\). Vrai Faux En général on a ni \(\text{det}(A+B)=\text{det}(A)+\text{det}(B)\), ni \(\text{det}(\lambda A)=\lambda\text{det}(A)\). 25. Toute matrice de rang 1 est semblable à une matrice dont les \(n-1\) dernières lignes sont nulles. Vrai Faux Il suffit de prendre une base adaptée à \(\text{Im}(A)\). 26. Une matrice \(A\) et sa transposée \(A^T\) ont même rang. Vrai Faux Le rang est aussi bien le nombres de lignes linéairement indépendantes que le nombre de colonnes linéairement indépendantes. 27. Les matrices diagonales commutent avec toutes les matrices de \({\cal M}_n({\Bbb K})\). Vrai Faux Seules les matrices d’homothétie \(\lambda I_n\) ont cette propriété. 28. \(E_{ij}E_{kl}=0\) si et seulement si \(j\ne k\). Vrai Faux \(E_{ij}E_{kl}=\delta_{j,k}E_{il}\) donc \(E_{ij}E_{kl}\) est égal à \(E_{il}\) si \(j=k\) et à \(0\) sinon. 29. On considère les deux propriétés suivantes : les matrices \(A\) et \(B\) sont semblables ; les matrices \(A\) et \(B\) ont même rang et même trace. Les deux propriétés sont équivalentes La propriété (1) implique la propriété (2) La propriété (2) implique la propriété (1) Aucune des trois affirmations ci-dessus n’est exacte. Il n’existe pas de caractérisation simple de la relation de similitude entre deux matrices. Chargement …