Système d'équations linéaires/Introduction

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Introduction
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Chapitre 1
Leçon : Système d'équations linéaires
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Chap. suiv. : Résolution par substitution


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Système d'équations linéaires/Introduction
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Sommaire

[modifier] Notion de système d'équation

[modifier] Exemple 1

Une boulangerie vend des baguettes. Pierre achète trois baguettes et cinq croissants, il paye 7 €. Paul achète deux baguettes et dix croissants, il paye 10 €. Quel est le prix d'une baguette et d'un croissant ?

Pour résoudre ce problème, on peut procéder par tâtonnements, mais la méthode risque d'être longue et incertaine. L'algébrisation du problème permet d'obtenir la solution à coup sur, et en un temps raisonnable.

Il faut commencer par choisir des inconnues. On note x l'inconnue représentant le prix d'une baguette, et y l'inconnue représentant le prix d'un croissant.

La facture de Pierre se calcule alors de la manière suivante : 3x + 5y Celle de Paul : 2x + 10y

Connaissant le prix payé par Pierre et Paul, on peut affirmer que les inconnues x et y doivent vérifier simultanément les deux équations : \left\{\begin{array}{l} 3x+5y = 7 \\ 2x+10y = 10 \end{array}\right.

Le caractère simultané des deux équations est représenté par l'accolade ({) devant celles-ci.

On dit que les deux équations forment un système de deux équations à deux inconnues.

[modifier] Exemple 2

Un champ rectangulaire a une aire de 24 m2 et un périmètre de 20 m. Quelles sont les dimensions du champ ?

Tentons de mettre ce problème en équations.

On commence par choisir des inconnues : On note x l'inconnue désignant la largeur (en mètres) du champ, et y l'inconnue désignant la longueur (en mètres) du champ.

L'aire est alors donnée par la formule x\times y, le périmètre par 2x + 2y.

Connaissant l'aire et le périmètre du champ on peut affirmer que les inconnues x et y doivent vérifier simultanément les deux équations : \left\{\begin{array}{l} x\times y = 24 \\ 2x + 2y = 20 \end{array}\right.

On obtient à nouveau un système de deux équations à deux inconnues.

[modifier] Quelles est la différence entre ces deux systèmes ?

Rappelons les deux systèmes obtenus : \left\{\begin{array}{l} 3x+5y = 7 \\ 2x+10y = 10 \end{array}\right. et \left\{\begin{array}{l} x\times y = 24 \\ 2x + 2y = 20 \end{array}\right.

Dans le premier système, les inconnues x et y apparaissent seulement multipliées par des nombres, alors que dans le deuxième, on voit le produit x\times y.

Seul le premier système est dit linéaire, ce sont des systèmes comme celui-ci qui vont être étudiés dans ce cours.

Je vous vois impatient de connaitre le prix d'une baguette et d'un croissant. Pour cela il faudra regarder le chapitre suivant.

[modifier] Qu'est-ce qu'un système d'équations ?

Définition

Un système d'équations est un ensemble (S) de plusieurs équations à plusieurs inconnues que l'on doit résoudre en même temps.



Exemple


(S)\,
\begin{cases}
3x+y=5\\
4x-y=9
\end{cases}

Le système d'équation (S) est un système de deux équations à deux inconnues.

[modifier] Résolution d'un système d'équation

Résoudre (S), c'est trouver toutes les valeurs qu'il faut donner à chaque inconnue en même temps pour que toutes les égalités soient vraies. Dans les chapitres suivants, nous allons étudier deux méthodes, la méthode par substitution et la méthode par combinaison.