Méthode de Cramer : systèmes linéaires 2×2 - Exercice 1
15 min
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Question 1
A l'aide de la méthode de Cramer, résoudre, dans R2, le système linéaire suivant : S1:{3x2x++2y5y==18
Correction
Première étape : Ecrivons le système sous forme matricielle. Le système S1 s'écrit sous forme matricielle AX=B avec A=(3225) ; X=(xy) et B=(18) . Deuxième étape : Calculons le déterminant de A .
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c
Nous avons A=(3225) Ainsi : det(A)=3×5−2×2 det(A)=15−4 Finalement :
det(A)=11
Comme det(A)=0 , le système est de Cramer. Il admet donc un unique couple solution. Troisième étape : Calculons la valeur de x x=det(A)Δx où Δx=∣∣1825∣∣ . Ainsi : Δx=1×5−8×2 d'où Δx=−11. Il en résulte donc que : x=11−11 c'est à dire
x=−1
. Quatrième étape : Calculons la valeur de y y=det(A)Δy où Δy=∣∣3218∣∣ . Ainsi : Δy=3×8−2×1 d'où Δy=22. Il en résulte donc que : y=1122 c'est à dire
y=2
. L’unique solution du système est le couple
(x;y)={(−1;2)}
Question 2
Soit a un réel. A l'aide de la méthode de Cramer, résoudre, dans R2, le système linéaire suivant : S2:{x−4x++y2y==a5
Correction
Première étape : Ecrivons le système sous forme matricielle. Le système S2 s'écrit sous forme matricielle AX=B avec A=(1−412) ; X=(xy) et B=(a5) . Deuxième étape : Calculons le déterminant de A .
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c
Nous avons A=(1−412) Ainsi : det(A)=1×2−1×(−4) det(A)=2+4 Finalement :
det(A)=6
Comme det(A)=0 , le système est de Cramer. Il admet donc un unique couple solution. Troisième étape : Calculons la valeur de x x=det(A)Δx où Δx=∣∣a512∣∣ . Ainsi : Δx=a×2−5×1 d'où Δx=2a−5. Il en résulte donc que :
x=62a−5
. Quatrième étape : Calculons la valeur de y y=det(A)Δy où Δy=∣∣1−4a5∣∣ . Ainsi : Δy=1×5−(−4)×a d'où Δy=5+4a. Il en résulte donc que :
y=64a+5
. L’unique solution du système est le couple
(x;y)={(62a−5;64a+5)}
Question 3
A l'aide de la méthode de Cramer, résoudre, dans R2, le système linéaire suivant : S3:{−2x3x+−4y6y==−37
Correction
Première étape : Ecrivons le système sous forme matricielle. Le système S3 s'écrit sous forme matricielle AX=B avec A=(−234−6) ; X=(xy) et B=(−37) . Deuxième étape : Calculons le déterminant de A .
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c
Nous avons A=(−234−6) Ainsi : det(A)=(−2)×(−6)−4×3 det(A)=12−12 Finalement :
det(A)=0
Comme det(A)=0 , le système n'est pas de Cramer. Cela signifie que soit le système est incompatible soit le système est indéterminé.
Soit le système linéaire S:{axcx++bydy==ef
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. Si det(A)=0 alors le système S n'est pas de Cramer.
Le système est indéterminé si Δy=0 où Δy=∣∣acef∣∣
Le système est incompatible si Δy=0 où Δy=∣∣acef∣∣
Calculons Δy . Δy=∣∣−23−37∣∣ Δy=(−2)×7−3×(−3) Δy=−14+9 Δy=−5 Comme Δy=0 le système est alors incompatible. Autrement dit le système n'admet pas de solutions.
Question 4
A l'aide de la méthode de Cramer, résoudre, dans R2, le système linéaire suivant : S4:{−2x3x+−6y9y==37−27
Correction
Première étape : Ecrivons le système sous forme matricielle. Le système S4 s'écrit sous forme matricielle AX=B avec A=(−236−9) ; X=(xy) et B=(37−27) . Deuxième étape : Calculons le déterminant de A .
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. On appelle deˊterminant de A le nombre det(A)=a×d−b×c
Nous avons A=(−236−9) Ainsi : det(A)=(−2)×(−9)−6×3 det(A)=18−18 Finalement :
det(A)=0
Comme det(A)=0 , le système n'est pas de Cramer. Cela signifie que soit le système est incompatible soit le système est indéterminé.
Soit le système linéaire S:{axcx++bydy==ef
Soit A=(acbd) une matrice carrée d'ordre 2. Si det(A)=0 alors le système S n'est pas de Cramer.
Le système est indéterminé si Δy=0 où Δy=∣∣acef∣∣
Le système est incompatible si Δy=0 où Δy=∣∣acef∣∣
Calculons Δy . Δy=∣∣−2337−27∣∣ Δy=(−2)×(−27)−3×37 Δy=7−7 Δy=0 Comme Δy=0 le système est alors indéterminée. Cela signifie que dans le système S4:{−2x3x+−6y9y==37−27 nous pouvons garder une seule des deux lignes car elles sont proportionnelles. Ainsi S4:{−2x+6y=37 L'ensemble des solutions du système S4 est alors la droite (d) passant par le point A(−67;0) et de vecteur directeur u(−6;−2) .