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1 MARINHA DO BRASIL COLÉGIO NAVAL MATEMÁTICA 1T(RM2-T) AMANDA SILVÉRIO 1T(RM2-T) CAROLINA 2 IV) DEFINIÇÃO DE DETERMINANTE POR RECORRÊNCIA V) TEOREMA FUNDAMENTAL (DE LAPLACE) EXERCÍCIOS CAPÍTULO V- DETERMINANTES 3 I) Introdução Nós todos estamos familiarizados com funções do tipo f(x) = sen x e f(x) = x², que associam um número real f(x) a um valor real da variável x. Como ambos x e f(x) tomam apenas valores reais, tais funções são descritas como funções reais de uma variável real. Neste capítulo nós vamos estudar “funções determinante”, que são funções reais de uma variável matricial, o que significa que associam um número real f(X) a uma matriz quadrada X. Nosso trabalho com as funções determinante vai gerar aplicações importantes à teoria de sistemas de equações lineares e também vai nos levar a uma fórmula explícita da inversa de uma matriz invertível. CAPÍTULO V- DETERMINANTES 4 II) Definição Consideremos o conjunto das matrizes quadradas de elementos reais. Seja M uma matriz de ordem n desse conjunto. Chamamos determinante da matriz M (e indicamos por det M) o número que obtemos operando com os elementos de M da seguinte forma: 1º) Se A é uma matriz quadrada de ordem 1, então det A é o único elemento de A. A = [a11] det A = det [a11] = a11 CAPÍTULO V- DETERMINANTES 5 2º) Se A é uma matriz quadrada de ordem 2: A = o seu determinante é a11 . a22 a12 . a21 Para substituir a notação det = usa-se a notação = na qual se utilizam barras verticais "cercando" os elementos de A. det A = = a11 . a22 a12 . a21 Então: CAPÍTULO V- DETERMINANTES 6 3º) Se A é uma matriz quadrada de ordem 3: A = o seu determinante é: a11 . a22 . a33 + a12 . a23 . a31 + a21 . a32 . a13 a13 . a22 . a31 a12 . a21 . a33 a23 . a32 .a11 Obs: Existe para o determinante de 3ª ordem uma regra prática, chamada regra de Sarrus que consiste no seguinte: 1º) repetimos a primeira e segunda colunas à direita da matriz; 2º) multiplicamos os três elementos da diagonal principal e os das paralelas a esta diagonal; 3º) multiplicamos os três elementos da diagonal secundária e os das paralelas a esta diagonal, e trocamos os sinais destes produtos; 4º) somamos os resultados obtidos. CAPÍTULO V- DETERMINANTES 7 CAPÍTULO V- DETERMINANTES 8 III) Menor complementar e complemento algébrico Def.: Seja A uma matriz quadrada, de ordem n , n 2, e seja aij um elemento qualquer de A. Definimos menor complementar do elemento aij, e indicamos por Mij, como sendo o determinante da matriz que se obtém suprimindo linha i e a coluna j de A. Exemplos: CAPÍTULO V- DETERMINANTES 9 Def.: Seja A uma matriz quadrada de ordem n , n 2, e seja aij um elemento qualquer de A . O número: chama-se complemento algébrico ou cofator do elemento aij. Exemplos: CAPÍTULO V- DETERMINANTES 10 IV) Definição do determinante por recorrência Vimos até aqui a definição de determinantes para matrizes quadradas de ordem 1, 2 e 3. Agora, a partir do conceito de cofator, definiremos determinante para uma matriz de ordem n, qualquer. Seja A uma matriz quadrada de ordem n. Define se: Para n = 1: A = [a11] e det A = [a11] = a11 Para n 2 : CAPÍTULO V- DETERMINANTES 11 Então o determinante de um a matriz quadrada de ordem n, n 2, é a soma dos produtos dos elementos da primeira coluna da matriz pelos respectivos cofatores. Exemplos: CAPÍTULO V- DETERMINANTES 12 V) Teorema de Laplace Seja A uma matriz quadrada de ordem n, n 2. O seu determinante é a soma dos produtos dos elementos de uma fila (linha ou coluna) qualquer pelos respectivos cofatores. Isto é, CAPÍTULO V- DETERMINANTES 13 CAPÍTULO V- DETERMINANTES 14 Obs.: A escolha da linha (ou coluna) para o cálculo de um determinante deve ser adequada: a fila escolhida deve ser aquela que possua mais zeros. Para cada zero da fila escolhida corresponde um cofator que não precisa ser calculado. Exemplos: 1º) Consideremos a matriz A = CAPÍTULO V- DETERMINANTES 15 Exercícios: 1) Calcule o determinante da matriz quadrada A = (aij), de ordem 3, onde aij = 2) Calcule os valores de x que tornam iguais os determinantes das matrizes 3) Calcule: a) b) CAPÍTULO V- DETERMINANTES 16 Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16
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