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ExerciceMaths expertes, chapitre 6 — Applications des matrices · Systèmes linéaires

Exercice 5 À la boulangerie

Calcul

Trois clients achètent des croissants, des pains au chocolat et des baguettes, dont on note respectivement xx, yy et zz les prix unitaires en euros. Le premier achète 33 croissants, 22 pains au chocolat et 11 baguette, et paie 7,107{,}10 €. Le deuxième achète 22 croissants, 44 pains au chocolat et 22 baguettes, et paie 9,809{,}80 €. Le troisième achète 55 croissants, 11 pain au chocolat et 33 baguettes, et paie 10,4010{,}40 €.

1. Traduire l'énoncé par un système, puis l'écrire sous la forme matricielle AX=BAX=B.

2. À l'aide de la calculatrice, déterminer A−1A^{-1}, puis le prix de chaque article.

3. Un quatrième client achète 44 croissants, 33 pains au chocolat et 22 baguettes. Combien paie-t-il ?

Corrigé

1. Le système et son écriture matricielle sont : {3x+2y+z=7,102x+4y+2z=9,805x+y+3z=10,40⟺(321242513)⏟A(xyz)⏟X=(7,109,8010,40)⏟B\left\{\begin{array}{rcl} 3x+2y+z &=& 7{,}10 \\ 2x+4y+2z &=& 9{,}80 \\ 5x+y+3z &=& 10{,}40 \end{array}\right. \qquad \Longleftrightarrow \qquad \underbrace{\begin{pmatrix} 3 & 2 & 1 \\ 2 & 4 & 2 \\ 5 & 1 & 3 \end{pmatrix}}_{A} \underbrace{\begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix}}_{X} =\underbrace{\begin{pmatrix} 7{,}10 \\ 9{,}80 \\ 10{,}40 \end{pmatrix}}_{B}

2. La calculatrice donne : A−1=120(10−5044−4−1878)puisX=A−1B=(1,101,301,20)A^{-1}=\frac{1}{20}\begin{pmatrix} 10 & -5 & 0 \\ 4 & 4 & -4 \\ -18 & 7 & 8 \end{pmatrix} \qquad \text{puis} \qquad X=A^{-1}B=\begin{pmatrix} 1{,}10 \\ 1{,}30 \\ 1{,}20 \end{pmatrix}

un croissant couˆte 1,10 €, un pain au chocolat 1,30 €, une baguette 1,20 €\boxed{\text{un croissant coûte } 1{,}10~\text{€},\ \text{un pain au chocolat } 1{,}30~\text{€},\ \text{une baguette } 1{,}20~\text{€}} Vérification pour le premier client : 3×1,10+2×1,30+1,20=3,30+2,60+1,20=7,103\times 1{,}10+2\times 1{,}30+1{,}20=3{,}30+2{,}60+1{,}20=7{,}10.

3. Le quatrième client paie : 4×1,10+3×1,30+2×1,20=4,40+3,90+2,40=10,70 €4\times 1{,}10+3\times 1{,}30+2\times 1{,}20=4{,}40+3{,}90+2{,}40=\boxed{10{,}70~\text{€}}

Dans l'édifice

Thèmes

systèmes linéaires, matrice inverse

Notions

matrices (espace des), inversible

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