Module
Déterminant d’une matrice carrée
- Domaine
- Algèbre
- Prérequis
- Matrices à coefficients réels
Définition et premières propriétés du déterminant
Théorème Existence et définition de l’application déterminant
Admis.
Il existe une unique application de \(\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\) dans \(\mathbb{R}\), appelée déterminant, telle que
le déterminant est linéaire par rapport à chacune des colonnes ;
l’échange de deux colonnes a pour effet de multiplier le déterminant par \(-1\) ;
le déterminant de la matrice unité \(I_n\) vaut \(1\).
Notation Notation du déterminant
On note l’application déterminant de la manière suivante :
\(\operatorname{det}:\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\longrightarrow\mathbb{R}\)
\(A\longmapsto\operatorname{det}A\)
Si \(A=(a_{ij})_{1\leq i,j\leq n}\), le déterminant de \(A\) se note :
Propriété Formulations en colonnes des propriétés du déterminant
Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\) et \(C\) une matrice de \(\mathcal{M}_{n,1}(\mathbb{R})\).
On note \(A=(C_1,\ldots,C_n)\) où \(C_i\) désigne la \(i\)-ième colonne de \(A\).
Condition (i)
Condition (ii)
Condition (iii)
Propriété Colonnes et combinaisons linéaires
Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\).
Lorsque \(A\) a une colonne nulle, alors on a : \(\operatorname{det}A=0\).
Lorsque \(A\) a deux colonnes identiques ou proportionnelles, alors on a : \(\operatorname{det}A=0\).
Le déterminant de \(A\) reste inchangé si, à une colonne de \(A\), on ajoute une combinaison linéaire d’autres colonnes.
Exercice Calcul d’un déterminant par opérations sur les colonnes réservé aux comptes
Cas particuliers \(n=2\) et \(n=3\)
Propriété Déterminants d’ordre deux et trois
Admis.
Remarques Remarques
Remarque Règle de Sarrus
Pour \(n=3\), on parle de la règle de Sarrus.
En revanche, il n’y a pas de règle pour un déterminant d’une matrice d’ordre \(n\geq4\).
Remarque Développements d’un déterminant d’ordre trois
ou
Exercice Calcul de deux déterminants d’ordre trois réservé aux comptes
Remarques Remarques
Remarque Opération élémentaire sur une colonne
Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\). On note \(A=(C_1,\ldots,C_n)\) où \(C_i\) désigne la \(i\)-ième colonne de \(A\).
En particulier, les opérations élémentaires \(C_i\leftarrow C_i+\lambda C_j\) laissent la valeur du déterminant inchangée.
Remarque Opérations élémentaires simultanées
Attention aux opérations élémentaires simultanées !