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Determinantes A toda matriz quadrada podemos associar um número real específico chamado determinante da matriz. Determinante de 1ª ordem Dada uma matriz quadrada de 1ª ordem M = [ a11 ], o seu determinante é o número real a11: det M = | a11 | = a11 Por exemplo, M = [ 5 ] det M = 5 ou | 5 | = 5 M = [ -3 ] det M = -3 ou | -3 | = -3 Obs: Representamos o determinante de uma matriz entre duas barras verticais, que não têm significado de módulo. Determinante de 2ª ordem Dada a matriz 2221 1211 aa aa M , de ordem 2, por definição o determinante associado a M, determinante de 2ª ordem, é dado por: det 2221 1211 aa aa M Portanto, o determinante de uma matriz de ordem 2 é dado pela diferença entre o produto dos elementos da diagonal principal e o produto dos elementos da diagonal secundária. Por exemplo, sendo 54 32 M , temos: det M = 54 32 = 2.5 – 4.3 = 10 – 12 det M = – 2 Determinante de 3ª ordem Regra de Sarrus O cálculo do determinante de 3ª ordem pode ser feito por meio de um dispositivo, denominado regra de Sarrus. Vejamos como aplicamos essa regra para 333231 232221 131211 aaa aaa aaa D 1º passo: Repetimos as duas primeiras colunas ao lado da terceira: 333231 232221 131211 aaa aaa aaa 3231 2221 1211 aa aa aa 2º passo: Encontramos a soma do produto dos elementos da diagonal principal com os dois produtos obtidos pela multiplicação dos elementos das paralelas a essa diagonal (a soma deve ser precedida do sinal positivo): + + + 333231 232221 131211 aaa aaa aaa 3231 2221 1211 aa aa aa = 322113312312332211 aaaaaaaaa paralelas diagonal principal 3º passo: Encontramos a soma dos elementos da diagonal secundária com os dois produtos obtidos pelos elementos das paralelas a essa diagonal (a soma deve ser precedida do sinal negativo): - - - 333231 232221 131211 aaa aaa aaa 3231 2221 1211 aa aa aa = 332112322311312213 aaaaaaaaa paralelas diagonal secundária Assim: + + + - - - 333231 232221 131211 aaa aaa aaa 3231 2221 1211 aa aa aa = 322113312312332211 aaaaaaaaa 332112322311312213 aaaaaaaaa Por exemplo, vamos calcular o determinante de 412 503 121 A + + + - - - det A = 412 503 121 12 03 21 = + ( 0 –20 +3 ) – ( 0 +5 – 24) = 0 –20 + 3 – 0 – 5 + 24 = 2 0 5 -24 0 -20 3 Determinantes de ordem n 3 Se no determinante de 3ª ordem da matriz A, desenvolvido pela regra de Sarrus, det A = 322113312312332211 aaaaaaaaa 332112322311312213 aaaaaaaaa agruparmos os termos que tem 11a , 12a e 13a , isto é, os elementos da 1ª linha, e os colocarmos em evidência temos: det A = 312232211331233321123223332211 aaaaaaaaaaaaaaa ou, det A = 11a 3332 2322 aa aa – 12a 3331 2321 aa aa + 13a 3231 2221 aa aa A11 A12 A13 onde podemos observar que: A11 é o determinante da matriz que se obtém eliminando, em A, a 1ª linha e a 1ª coluna ; A12 é o determinante da matriz que se obtém eliminando, em A, a 1ª linha e a 2ª coluna ; A13 é o determinante da matriz que se obtém eliminando, em A, a 1ª linha e a 3ª coluna ; Assim, de modo geral, o determinante da matriz quadrada de ordem n: nnnnn n n n aaaa aaaa aaaa aaaa 321 3333231 2232221 1131211 A é o número det A = 11a A11– 12a A12 + 13a A13 – ...+ ..1 1 1 n n a A1n onde A11, A12 , A13, ..., A1n são os determinantes das matrizes obtidas eliminando em A, junto com a 1ª linha , respectivamente as colunas 1, 2, 3, ..., n. Assim, podemos utilizar essas fórmulas para calcular o determinante de uma matriz de ordem 3n , tomando como referência qualquer linha ou coluna da matriz A. Logo, Se fixarmos a linha i det A = 1ia Ai1– 2ia Ai2 + 3ia Ai3 – ...+ ..1 in ni a Ain Se fixarmos a coluna j det A = ja1 A1j– ja2 A2j + ja3 A3j – ...+ ..1 nj jn a Anj Este método para calcular o determinante de uma matriz de ordem 3n é conhecido como Teorema de Laplace. Exemplo 4 : Calcule o determinante de B 754 403 312 pelo Teorema de Laplace. Propriedades dos Determinantes 1. Se 𝐴 = [𝑎𝑖𝑗]𝑛×𝑛 é uma matriz triangular superior (inferior), então det(𝐴) = 𝑎11. 𝑎22. 𝑎33…𝑎𝑛𝑛; 2. det(𝐴) = 0, quando 𝐴 possui uma linha ou coluna nula; 3. det(𝐴) = 0, quando 𝐴 possui duas linhas ou duas colunas múltiplas uma da outra; 4. det(𝐴𝐵) = det(𝐴) . det(𝐵); 5. det(𝐴) = det(𝐴𝑡) 6. Se 𝐵 é obtida de 𝐴 pela troca de duas linhas ou duas colunas, então det(𝐵) = −det(𝐴); 7. Se 𝐵 é obtida de 𝐴 pela multiplicação de uma linha (ou coluna) de 𝐴 por 𝑘, então det(𝐵) = 𝑘. 𝑑𝑒𝑡(𝐴); 8. det(𝑘. 𝐴) = 𝑘𝑛det(𝐴). Exercícios: 1. Calcule o valor do determinante das seguintes matrizes: a) 56 322 A b) B = 32 14 43 21 c) C = 123 214 132 2. Calcule o valor de x , nas igualdades: a) 0 3 2 2 13 3 x x b) 0 10 13 102 xx xx x c) x x x xx 1 42 20 4 311 3. Calcule o valor numérico da expressão ( x2 + y2)2, sabendo que x = 143 201 432 e y = 215 321 111 4. Calcule o valor de (x+y)2 , sabendo que: 21 122 431 10 e 18 853 251 310 yx x x y 5. Resolva em , a seguinte inequação: 23 111 31 02 xxx x 6. Dada a matriz 531 020 101 A , calcule: a) det At b) det (4A) c) det (-A) d) det (AAt) 7. Sejam 𝐴 e 𝐵 matrizes quadradas de ordem 2. Se det(𝐴) = 5 e 𝐵 = (2 −1 4 3 ), então o det(𝐵) é igual a?
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