Soit $\mathrm A=(a_{i,j})_{\stackrel{1 \leq i \leq n}{_{1 \leq j \leq p}}}$ une matrice de $M_{n,p}({\Bbb K})$.
Soient $\mathrm X=\left(
\begin{array}{c}
x_1 \\
\vdots \\
x_p
\end{array}
\right) \in \mathrm M_{p,1}({\Bbb K})={\Bbb K}^p$ et $\mathrm B=\left(
\begin{array}{c}
b_1 \\
\vdots \\
b_n
\end{array}
\right) \in \mathrm M_{n,1}({\Bbb K})={\Bbb K}^n$.
Un système linéaire est une équation matricielle du type $\rm AX=B$ soit
$\scriptstyle(\mathrm S) \left\{\begin{array}{ccccccccc}
a_{1,1}x_1 & + & a_{1,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{1,p}x_p & = & b_1 \\
a_{2,1}x_1 & + & a_{2,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{2,p}x_p & = & b_2 \\
\ldots \\
a_{n,1}x_1 & + & a_{n,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{n,p}x_p & = & b_n
\end{array}\right.$
Ce système comporte $n$ équations et $p$ inconnues. Le vecteur colonne $\mathrm B$ s'appelle le second membre.
Le système linéaire homogène associé $(\mathrm S)$ est le système $\rm AX=0$ soit
$\scriptstyle (\mathrm S_0) \left\{\begin{array}{ccccccccc}
a_{1,1}x_1 & + & a_{1,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{1,p}x_p & = & 0 \\
a_{2,1}x_1 & + & a_{2,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{2,p}x_p & = & 0 \\
\ldots \\
a_{n,1}x_1 & + & a_{n,2}x_2 & + & \ldots & + & a_{n,p}x_p & = & 0
\end{array}\right.$
Théorème : un système linéaire a soit aucune solution, une unique solution ou une infinité de solutions.
Théorème : Si $\mathrm A$ est une matrice carrée et inversible, le système $\rm AX = B$ possède une unique solution. Dans ce cas, le système est dit de Cramer.
Définition : Un système linéaire est compatible s’il admet au moins une solution.
Théorème : Le système $\rm AX = B$ est compatible si $\mathrm B$ est combinaison linéaire des colonnes de $\mathrm A$.
Théorème : Les solutions du système compatible $\rm AX = B$ sont les $\rm X_0 + Y$, où $\rm X_0$ est une solution particulière et où $\mathrm Y$ parcourt l’ensemble des solutions du système homogène associé.