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Orientador: Profº João Gusmão Monitor: Magno Lapenda MONITORIA – ÁLGEBRA LINEAR DETERMINANTES Determinante é uma função matricial que associa a cada matriz quadrada um escalar; ela transforma essa matriz em um número real. Esta função permite saber se a matriz tem ou não inversa, pois as que não têm são precisamente aquelas cujo determinante é igual a 0. Também nos permite dizer se um sistema possui infinitas, uma única ou nenhuma solução. OBS: Podemos tirar determinantes apenas de matrizes quadráticas. DETERMINANTE DE UMA MATRIZ QUADRADA DE 2ª ORDEM Dada a matriz de ordem 2: M = [ 𝑎11 𝑎12 𝑎21 𝑎22 ] Denomina-se determinante associado à matriz M o número obtido pela diferença entre os produtos dos elementos da diagonal principal e da diagonal secundária. DETERMINANTE DE UMA MATRIZ QUADRADA DE 3ª ORDEM Regra de SARRUS Dada a matriz de ordem 3: A = [ 𝑎11 𝑎12 𝑎13 𝑎21 𝑎22 𝑎23 𝑎31 𝑎32 𝑎33 ] Para tirar seu determinante basta anotar a matriz e repetir, à direita, a 1ª e 2ª coluna. Em seguida, multiplica- se os elementos das diagonais, trocando os sinais dos produtos resultantes à esquerda, e conservando os sinais das diagonais na direita, conforme o esquema abaixo: Det (A) OBS: Esta regra é aplicada apenas a matrizes de ordem 3. OBS2: Para obter o determinante de uma matriz de ordem superior a 3, podemos utilizar o método de escalonamento, visando transformá-la em uma matriz triangular superior, onde seu determinante será o produto dos elementos da diagonal principal com o sinal trocado. Outro caminho é utilizar o método de LAPLACE. MENOR COMPLEMENTAR Chama-se menor complementar Dij relativo a um elemento aij da matriz A o determinante associado à uma matriz quadrada, obtida em A, e que se obtém eliminando, em A, a linha e a coluna em que se encontra o elemento considerado. É possível calcular o menor complementar, se a matriz for quadrada e de ordem maior ou igual a 2. COFATOR Chama-se cofator Aij de aij o número real que se obtém multiplicando (-1)i + j pelo menor complementar de aij. Aij = (-1)i + j. Dij MATRIZ DE COFATORES Denomina-se matriz de cofatores C’ij de uma matriz quadrada M, de ordem n, a matriz que se obtém de M, substituindo-se cada elemento aij de M pelo seu cofator Aij. MATRIZ ADJUNTA M =[ 𝑎11 𝑎12 ⋯ 𝑎1𝑛 ⋮ ⋱ ⋮ 𝑎𝑛1 𝑎𝑛2 ⋯ 𝑎𝑛𝑛 ] M’ = C’ij = [ 𝐴11 𝐴11 ⋯ 𝐴1𝑛 ⋮ ⋱ ⋮ 𝐴𝑛1 𝐴𝑛2 ⋯ 𝐴𝑛𝑛 ] Denomina-se matriz adjunta adj(A) de uma matriz quadrada A, a transposta da matriz de cofatores. adj(A) = (C’ij)t TEOREMA DE LAPLACE Bastante utilizado para matrizes quadráticas de ordem superior a 3, o método visa calcular o determinante através do conceito de cofatores. O teorema de Laplace consiste em escolher uma das filas (linha ou coluna) da matriz e somar os produtos dos elementos dessa fila pelos seus respectivos cofatores. Para facilitar os cálculos, o indicado é escolher a linha ou coluna onde há mais zeros (elementos nulos). Ex: Calcule o determinante da matriz B, utilizando o teorema de Laplace. B = [ 1 0 5 0 2 − 1 0 3 3 0 2 0 7 0 6 5 ] Note que a segunda coluna é a fila que possui maior quantidade de zeros, portanto utilizaremos esta fila para calcular o determinante da matriz através do teorema de Laplace. Então, para determinar o determinante da matriz B, basta encontrar o cofator A22. Por fim, achamos o determinante da matriz B. detB = (- 1) . (- 65) = 65 OBTENÇÃO DA MATRIZ INVERSA Definição: A*B = B*A = I (I = matriz identidade) Uma matriz quadrada A de ordem n possui inversa quando determinante é diferente de 0. Dizemos que B é a matriz inversa de A e representamos por A-1. Para o cálculo da matriz inversa podemos utilizar 3 procedimentos: Aplicando a definição (esse método é trabalho para matrizes de ordem superior a 2), pelo método de Gauss-Jordan e por meio de sua adjunta. MATRIZ INVERSA ATRAVÉS DA ADJUNTA Se A é uma matriz quadrada de ordem m e det A ≠ 0, então a inversa de A é dada por: A-1 = 1 det (𝐴) *adj(A) MATRIZ INVERSA PELO MÉTODO DE GAUSS-JORDAN O objetivo é somar ou subtrair linhas multiplicadas por escalares de forma a obter a matriz unitária no lado esquerdo.
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