Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
8/3/2013 1 Geometria Analítica e Álgebra Linear Determinantes de Matrizes – Parte 2 Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 1 Determinante de Matriz de ordem n>2 • Apesar de o cálculo do determinante de matrizes quadradas de ordem 1 até 3 ser relativamente simples, em alguns momentos nos veremos obrigados a calcular este valor para matrizes maiores. • Neste caso, para matrizes maiores do que 2x2, calculamos o seu determinante pelo Desenvolvimento de Laplace. • Para efetuar o desenvolvimento de Laplace, primeiro devemos entender o conceito de Cofator. Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 2 ???)det( 2341001 63492191 8782910299 111003652 4312778 658958515 131088290423 A A 8/3/2013 2 Cofator • Seja A uma matriz quadrada de ordem n>2. Chama-se cofator de um elemento aij de A ao número real Aij = (-1)i+j . Dij, em que Dij é o determinante obtido da matriz A quando se eliminam a linha e a coluna em que se encontram o elemento aij . • Então, a relação aplicável a cofatores é • A partir de todos os obtidos para os cofatores (Aij), podemos montar a matriz de cofatores, que tem como elementos todos os resultados para Aij. Ela é representada por cof(A). • A matriz transposta da matriz cof(A) é denominada Matriz Adjunta, ou seja, adj(A). Nota: adj(A)=(cof (A))t Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 3 ij ji ij DA .)1( Exemplo Cofator • Determine o cofator do elemento a12, ou seja A12 da matriz abaixo: • Primeiro, elimina-se a linha e a coluna correspondente ao elemento • Calcula-se o determinante da matriz que restou: • Aplica-se, finalmente, a equação dos cofatores, considerando i = 1 e j = 2: Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 4 524 213 021 A 524 213 021 A 7 54 23 det12 D 77.)1(7.)1( .)1( 321 12 A DA ij ji ij 8/3/2013 3 Desenvolvimento de Laplace • O determinante de uma matriz A, de ordem n > 2, é a soma dos produtos dos elementos de uma fila qualquer (linha ou coluna) pelos seus respectivos cofatores. • De maneira geral, aplicamos a seguinte relação: • De maneira expandida, por exemplo, escolhemos a linha 1: Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 5 ij ji ijij n j ij DaAaA .)1.()det( 1 nn AaAaAaAaA 11131312121111 ....)det( Exemplo: • Calcule o determinante da matriz abaixo: • Escolha uma linha ou coluna. Recomenda-se escolher a que tiver maior número de zeros para simplificar os cálculos. • Calcule os cofatores da linha ou coluna escolhida e multiplique-os pelos respectivos elementos. • Efetue o somatório. Agora demonstrando os cálculos: Escolhemos a linha 3! Efetuando-se os cálculos temos: Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 6 5234 2003 3412 2121 A 5234 2003 3412 2121 A 8/3/2013 4 Exemplo: Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 7 206)det( 206)16.(2)58.(3 )81246322.(2)512244940.(3 234 412 121 det.2 523 341 212 det.3 .2.0.0.3)det( 34333231 A AAAAA Propriedades de Determinantes 1. Se uma linha ou coluna da matriz for igual a zero, seu determinante será igual a zero: 2. Se duas linhas ou colunas de uma matriz forem iguais ou proporcionais, seu determinante será igual a zero: Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 8 0)det( 210131 0000 6514 21543 AA 0)det( 808 545 232 A A 0)det( 504 426 213 B B A segunda linha é o dobro da primeira! A segunda linha é o dobro da primeira! 8/3/2013 5 Propriedades de Determinantes 3. O determinante de uma matriz será igual ao determinante de sua matriz transposta, ou seja, det(A)=det(At) 4. Se A e B são matrizes quadradas de mesma ordem, então det(A.B) = det(A).det(B). (Teorema de Binet) Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 9 53530)5.7()10.3()det( 53530)7.5()10.3()det( 105 73 107 53 t t A A AA 6010.6)det().det( 6)1.0()2.3()det( 10)2.1()3.4()det( 21 03 32 14 BA B A BA 601878)2.9()6.13().det( 69 213 21 03 . 32 14 . BA BA Propriedades de Determinantes 5. Se multiplicarmos os elementos de uma linha ou coluna de uma matriz A por k, formaremos uma matriz A’ cujo determinante é det(A’) = k.det(A) 6. Se trocarmos duas linhas ou colunas de uma matriz A, obteremos uma nova matriz A’, de modo que det(A’) = - det(A). Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 10 10)2.1()3.4()det( 32 14 A A 10)3.4()1.2()'det( 14 32 ' A A 10)2.1()3.4()det( 32 14 A A 70)2.7()21.4()det( 212 74 A A Multiplicando a 2ª coluna por 7 8/3/2013 6 Propriedades de Determinantes 7. A determinante de uma matriz inversa é igual a det(A-1)=1/det(A) 8. O determinante de uma matriz triangular é igual ao produto dos elementos de sua diagonal principal. Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 11 5)2.1()1.3()det( 12 13 A A 5 1 25 5 25 2 25 3)det( 5 3 5 2 5 1 5 1 1 1 A A 408.1.5)det( 872 019 005 AA Propriedades de Determinantes 9. Adicionando-se a uma fila de uma matriz A, de ordem n, uma outra fila paralela, previamente multiplicada por uma constante, obteremos uma nova matriz A´, tal que det(A) = det(A’) (Teorema de Jacobi) Prof. Daniel Tadeu de C. Ribeiro 12 6114 7104 501 det 614 724 531 det -3
Compartilhar