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Algèbre linéaire (MATH-111(d))

Algèbre linéaire (MATH-111(d)), cours de première année en Microtechnique à l’EPFL, donné par Sébastien Basterrechea, Giordano Favi (6 crédits). Sur BA1 Planner : 14 fiches de révision et 70 flashcards.

Programme, semaine par semaine

S1

Chapitre 1 - Systèmes linéaires I

mise en équation Ax=b · système homogène · système non homogène · compatibilité · solution particulière · solution homogène · structure générale x_p + x_h

S2

Chapitre 1 - Systèmes linéaires II

matrices échelonnées · matrices échelonnées réduites · pivots · variables libres · opérations élémentaires sur les lignes · méthode de Gauss-Jordan

S3

Chapitre 2 - Calcul matriciel I

multiplication de matrices · compatibilité des dimensions · transposée · matrice symétrique · matrice antisymétrique · puissances de matrices

S4

Chapitre 2 - Calcul matriciel II

matrice inverse · matrices singulières · matrices élémentaires · opérations sur lignes et colonnes · applications linéaires et matrice associée

S5

Chapitre 3 - Déterminants

déterminant 2x2 · règle de Sarrus · développement de Laplace · cofacteurs · propriétés du déterminant · interprétation géométrique en aire et volume

S6

Chapitre 4 - Espaces vectoriels I

sous-espace vectoriel · combinaison linéaire · sous-espace engendré (span) · dépendance linéaire · indépendance linéaire · base canonique

S7

Chapitre 4 - Espaces vectoriels II et applications linéaires

base · dimension · noyau · image · rang · théorème du rang · espace des lignes · stratégie pour trouver une base de Im(A)

S8

Chapitre 5 - Valeurs propres I

définition Av=lambda v · polynôme caractéristique · racines du polynôme · multiplicité algébrique · trace · lien trace/déterminant/valeurs propres

S9

Chapitre 5 - Valeurs propres II

espaces propres · multiplicité géométrique · matrices semblables · diagonalisation · critère de diagonalisabilité

S10

Chapitre 5 - Diagonalisation et changement de base

A=PDP^-1 · base de vecteurs propres · interprétation des colonnes de P · changement de base · représentation d'une application linéaire dans une nouvelle base

S11

Chapitre 6 - Orthogonalité

produit scalaire · norme · distance · orthogonalité · sous-espaces orthogonaux · base orthogonale · base orthonormée

S12

Chapitre 6 - Projections, Gram-Schmidt et QR

projection orthogonale · matrice orthogonale · procédé de Gram-Schmidt · factorisation QR · lien entre Q, R et la base orthonormée de Im(A)

S13

Chapitre 6 - Moindres carrés

projection sur Im(A) · équations normales ATAx=ATb · solution au sens des moindres carrés · condition d'unicité · droite de régression

S14

Chapitre 7 - Matrices symétriques et SVD

matrices symétriques · espaces propres orthogonaux · théorème spectral · diagonalisation en base orthonormée · valeurs singulières · A^T A · décomposition SVD A=UΣV^T

Fiche de révision : semaine 1

L’essentiel

- Un système linéaire s'écrit sous la forme $Ax = b$.

- Le système homogène associé est $Ax = 0$ ; son ensemble de solutions est le noyau de $A$.

- Un système non homogène est compatible s'il admet au moins une solution.

- Si le système est compatible, alors toute solution s'écrit

$$x = x_p + x_h$$

où $x_p$ est une solution particulière et $x_h$ une solution du système homogène.

- Géométriquement, résoudre $Ax=b$ revient à demander si $b$ est dans l'espace engendré par les colonnes de $A$.

Formules

À savoir

Erreurs classiques

Quelques flashcards

Que représente le système homogène associé à $Ax=b$ ?

Le système $Ax=0$.

Quand un système non homogène est-il compatible ?

Quand il admet au moins une solution.

Forme générale des solutions d'un système compatible ?

$x=x_p+x_h$.

Qu'est-ce qu'un pivot ?

Le premier coefficient non nul d'une ligne non nulle en forme échelonnée.

Qu'est-ce qu'une variable libre ?

Une inconnue liée à une colonne sans pivot.

Que donne le nombre de pivots ?

Le rang.

Coche le cours et la série de Algèbre linéaire chaque semaine, révise avec les fiches et les flashcards, et entraîne-toi sur les questions d’examen corrigées. Les deux premières semaines sont gratuites.

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