Pré-calcul Exemples

Réaliser la décomposition LU
[11131-31-2-5]
Étape 1
Écrivez la matrice sous forme de produit d’une matrice triangulaire inférieure et d’une matrice triangulaire supérieure.
[100l2110l31l321][u11u12u130u22u2300u33]=[11131-31-2-5]
Étape 2
Multipliez [100l2110l31l321][u11u12u130u22u2300u33].
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1
Deux matrices peuvent être multipliées si et seulement si le nombre de colonnes dans la première matrice est égal au nombre de lignes dans la deuxième matrice. Dans ce cas, la première matrice est 3×3 et la deuxième matrice est 3×3.
Étape 2.2
Multipliez chaque ligne dans la première matrice par chaque colonne dans la deuxième matrice.
[1u11+00+001u12+0u22+001u13+0u23+0u33l21u11+10+00l21u12+1u22+00l21u13+1u23+0u33l31u11+l320+10l31u12+l32u22+10l31u13+l32u23+1u33]=[11131-31-2-5]
Étape 2.3
Simplifiez chaque élément de la matrice en multipliant toutes les expressions.
[u11u12u13l21u11l21u12+u22l21u13+u23l31u11l31u12+l32u22l31u13+l32u23+u33]=[11131-31-2-5]
[u11u12u13l21u11l21u12+u22l21u13+u23l31u11l31u12+l32u22l31u13+l32u23+u33]=[11131-31-2-5]
Étape 3
Résolvez.
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Étape 3.1
Écrivez comme un système linéaire d’équations.
u11=1
u12=1
u13=1
l21u11=3
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u11=1
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2
Résolvez le système d’équations.
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Étape 3.2.1
Remplacez toutes les occurrences de u11 par 1 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1.1
Remplacez toutes les occurrences de u11 dans l21u11=3 par 1.
l211=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u11=1
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1.2.1
Multipliez l21 par 1.
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u11=1
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u11=1
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de u11 dans l31u11=1 par 1.
l311=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.1.4
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1.4.1
Multipliez l31 par 1.
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u12+l32u22=-2
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.2
Remplacez toutes les occurrences de l31 par 1 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.1
Remplacez toutes les occurrences de l31 dans l31u12+l32u22=-2 par 1.
1u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.2.1
Multipliez u12 par 1.
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
l31u13+l32u23+u33=-5
Étape 3.2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de l31 dans l31u13+l32u23+u33=-5 par 1.
1u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
Étape 3.2.2.4
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.4.1
Multipliez u13 par 1.
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u12+u22=1
l21u13+u23=-3
Étape 3.2.3
Remplacez toutes les occurrences de l21 par 3 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.3.1
Remplacez toutes les occurrences de l21 dans l21u12+u22=1 par 3.
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u13+u23=-3
Étape 3.2.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.3.2.1
Multipliez 3 par u12.
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u13+u23=-3
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l21u13+u23=-3
Étape 3.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de l21 dans l21u13+u23=-3 par 3.
3u13+u23=-3
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.3.4
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.3.4.1
Multipliez 3 par u13.
3u13+u23=-3
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
3u13+u23=-3
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
3u13+u23=-3
3u12+u22=1
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.4
Remplacez toutes les occurrences de u12 par 1 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.4.1
Remplacez toutes les occurrences de u12 dans 3u12+u22=1 par 1.
3(1)+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.4.2.1
Multipliez 3 par 1.
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
u12+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.4.3
Remplacez toutes les occurrences de u12 dans u12+l32u22=-2 par 1.
1+l32u22=-2
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.4.4
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.4.4.1
Supprimez les parenthèses.
1+l32u22=-2
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1+l32u22=-2
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1+l32u22=-2
3+u22=1
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5
Remplacez toutes les occurrences de u13 par 1 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.5.1
Déplacez tous les termes ne contenant pas u22 du côté droit de l’équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.5.1.1
Soustrayez 3 des deux côtés de l’équation.
u22=1-3
1+l32u22=-2
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5.1.2
Soustrayez 3 de 1.
u22=-2
1+l32u22=-2
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
u22=-2
1+l32u22=-2
3u13+u23=-3
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5.2
Remplacez toutes les occurrences de u13 dans 3u13+u23=-3 par 1.
3(1)+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5.3
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.5.3.1
Multipliez 3 par 1.
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
u13+l32u23+u33=-5
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5.4
Remplacez toutes les occurrences de u13 dans u13+l32u23+u33=-5 par 1.
1+l32u23+u33=-5
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.5.5
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.5.5.1
Supprimez les parenthèses.
1+l32u23+u33=-5
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1+l32u23+u33=-5
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1+l32u23+u33=-5
3+u23=-3
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.6
Remplacez toutes les occurrences de u22 par -2 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.6.1
Déplacez tous les termes ne contenant pas u23 du côté droit de l’équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.6.1.1
Soustrayez 3 des deux côtés de l’équation.
u23=-3-3
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.6.1.2
Soustrayez 3 de -3.
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
1+l32u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.6.2
Remplacez toutes les occurrences de u22 dans 1+l32u22=-2 par -2.
1+l32-2=-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.6.3
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.6.3.1
Déplacez -2 à gauche de l32.
1-2l32=-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-2l32=-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-2l32=-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7
Remplacez toutes les occurrences de u23 par -6 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.1
Déplacez tous les termes ne contenant pas l32 du côté droit de l’équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.1.1
Soustrayez 1 des deux côtés de l’équation.
-2l32=-2-1
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.1.2
Soustrayez 1 de -2.
-2l32=-3
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
-2l32=-3
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.2
Divisez chaque terme dans -2l32=-3 par -2 et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.2.1
Divisez chaque terme dans -2l32=-3 par -2.
-2l32-2=-3-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.2.2.1
Annulez le facteur commun de -2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
-2l32-2=-3-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.2.2.1.2
Divisez l32 par 1.
l32=-3-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l32=-3-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l32=-3-2
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.2.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
l32=32
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l32=32
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
l32=32
u23=-6
1+l32u23+u33=-5
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.3
Remplacez toutes les occurrences de u23 dans 1+l32u23+u33=-5 par -6.
1+l32-6+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.7.4
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.7.4.1
Déplacez -6 à gauche de l32.
1-6l32+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-6l32+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-6l32+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8
Remplacez toutes les occurrences de l32 par 32 dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.8.1
Remplacez toutes les occurrences de l32 dans 1-6l32+u33=-5 par 32.
1-6(32)+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.8.2.1
Simplifiez 1-6(32)+u33.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.8.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.8.2.1.1.1
Annulez le facteur commun de 2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.8.2.1.1.1.1
Factorisez 2 à partir de -6.
1+2(-3)(32)+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8.2.1.1.1.2
Annulez le facteur commun.
1+2(-3(32))+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8.2.1.1.1.3
Réécrivez l’expression.
1-33+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-33+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8.2.1.1.2
Multipliez -3 par 3.
1-9+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
1-9+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.8.2.1.2
Soustrayez 9 de 1.
-8+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
-8+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
-8+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
-8+u33=-5
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.9
Déplacez tous les termes ne contenant pas u33 du côté droit de l’équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.9.1
Ajoutez 8 aux deux côtés de l’équation.
u33=-5+8
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.9.2
Additionnez -5 et 8.
u33=3
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
u33=3
l32=32
u23=-6
u22=-2
l31=1
l21=3
u11=1
u12=1
u13=1
Étape 3.2.10
Résolvez le système d’équations.
u33=3l32=32u23=-6u22=-2l31=1l21=3u11=1u12=1u13=1
Étape 3.2.11
Indiquez toutes les solutions.
u33=3,l32=32,u23=-6,u22=-2,l31=1,l21=3,u11=1,u12=1,u13=1
u33=3,l32=32,u23=-6,u22=-2,l31=1,l21=3,u11=1,u12=1,u13=1
u33=3,l32=32,u23=-6,u22=-2,l31=1,l21=3,u11=1,u12=1,u13=1
Étape 4
Remplacez dans les valeurs trouvées.
[11131-31-2-5]=[1003101321][1110-2-6003]
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