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MATEMÁTICA-III ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO-03 DETERMINANTES DETERMINANTE DE UMA MATRIZ DETERMINANTES Seja M, uma matriz quadrada 2x2, definida por: M a b c d= O número real detM (∆M) definido por detM = a×d - b×c é chamado de DETERMINANTE associado a matriz M. ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 1 MANUEL 5 2 6 4 22× =A EXEMPLOS det A = 4×5 - 6×2 = 20 - 12 = 8 det A = 8 2 2 8 3 22× =B det B = 3×2 - 8×2 = 6 - 16 = -10 det B = -10 5 1 4- 2 22× =C det C = 2×5 - (- 4×1) = 10+4 = 14 det C = 14 DETERMINANTES 6 4 3 2 22× =D EXEMPLOS det D = 2×6 - 3×4 = 12 -12 = 0 det D = 0 2 4 8 2 22× =E 1 0 0 1 22× =F det F = 1×1 - 0×0 = 1 - 0det F = 1 244228422det ××−=×−×=E 26282222422det −=−=×−=E DETERMINANTES ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 2 MANUEL RELEMBRANDO....... 84242 =×=× 2222248 =×=×= 2222 =+ 1 BANANA + 1 BANANA = 2 BANANAS ! RELEMBRANDO....... ? 2 2 = Vamos multiplicar o numerador e o denominador por raiz de 2 ! 22 22 2 2 2 2 × × =× 4 22 = 2 22 = 2= OLHOU E VIU !2 2 2 = FEROZ ! A MATEMÁTICA foi a linguagem que DEUS usou para criar o universo ! Leonardo Da Vinci ! ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 3 MANUEL CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM = 333231 232221 131211 aaa aaa aaa A MÉTODO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA OU COLUNA EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA REGRA PRÁTICA: 1) Escolher uma linha de A⇒ Exemplo: 1ª linha 2) Multiplicar o 1º elemento da linha escolhida (1ª linha) a11 pelo determinante menor da submatriz de A, que se obtém eliminando a 1ª linha e a 1ª coluna. a a a a a a a a a 11 12 13 21 22 23 31 32 33 a a a a a11 22 23 32 33 × ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 4 MANUEL CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA REGRA PRÁTICA 3) Multiplicar o 2º elemento (a12) da 1ª linha pelo determinante menor da submatriz de A, que se obtém eliminando a 1ª linha e a 2ª coluna. 333231 232221 131211 aaa aaa aaa a a a a a12 21 23 31 33 × CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA REGRA PRÁTICA 4) Multiplicar o 3º elemento (a13) da 1ª linha pelo determinante menor da submatriz de A, que se obtém eliminando a 1ª linha e a 3ª coluna. a a a a a a a a a 11 12 13 21 22 23 31 32 33 a a a a a13 21 22 31 32 × ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 5 MANUEL CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA REGRA PRÁTICA 5) Fazer os três produtos obtidos anteriormente serem precedidos alternadamente pelos sinais + e - conforme a tabela. + - + - + - + - + CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM EXEMPLO - DESENVOLVIMENTO POR LINHA = 333231 232221 131211 aaa aaa aaa A 3231 2221 13 3331 2321 12 3332 2322 11 )det( aa aa a aa aa a aa aa aA ×+×−×= Este procedimento é chamado DESENVOLVIMENTO POR LINHA. Se trocarmos a linha por coluna e executarmos o mesmo procedimento teremos então o DESENVOLVIMENTO POR COLUNA. ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 6 MANUEL Exemplo-1: Calcular o determinante da matriz A desenvolvendo pela 1ª linha. A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 )154(2)030(1 1 3 5 4 2 6 3 0 4 0 6 1 0 5 1)det( −×+−×=×+×−×=A + - + - + - + - + 82230)11(230)det( =−=−×+=A A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 DETERMINANTES Exemplo-2: Calcular o determinante da matriz A desenvolvendo pela 3ª coluna. A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 )4051(6)3514(2 5 4 0 1 6 1 3 0 1 0 1 3 5 4 2)det( ×−××+×−××=×+×−×=A + - + - + - + - + 8302230)11(256)154(2)det( =+−=+−×=×+−×=A DETERMINANTES A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 A = 1 0 2 4 5 0 3 1 6 ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 7 MANUEL CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM REGRA DE SARRUS = 333231 232221 131211 aaa aaa aaa A = 3231 2221 1211 333231 232221 131211 aa aa aa aaa aaa aaa A 1º PASSO⇒ REPETIR AS DUAS PRIMEIRAS COLUNAS ! CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM REGRA DE SARRUS = 3231 2221 1211 333231 232221 131211 aa aa aa aaa aaa aaa A 2º PASSO ⇒ MULTIPLICAR AS COLUNAS DA SEGUINTE FORMA: LINHAS EM VERMELHO SINAL DE + LINHAS EM AZUL SINAL DE - Det A = a11 × a22 × a33 + a12 × a23 × a31 + a13 × a21 × a32 - a13 × a22 × a31 - a11 × a23 × a32 - a12 × a21 × a33 + + +- - - ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 8 MANUEL CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM REGRA DE SARRUS - EXEMPLO = 1 3 5 4 0 1 6 1 3 0 5 4 2 0 1 A 1º PASSO⇒ REPETIR AS DUAS PRIMEIRAS COLUNAS ! = 6 1 3 0 5 4 2 0 1 A CÁLCULO DO DETERMINANTE DE 3ª ORDEM REGRA DE SARRUS Det A = 1 × 5 × 6 + 0 × 0 × 3 + 2 × 4 × 1 - (2 × 5 × 3) - (1 × 0 × 1) - (0 × 4 × 6) + + +- - - = 1 3 5 4 0 1 6 1 3 0 5 4 2 0 1 A 2º PASSO ⇒ MULTIPLICAR AS COLUNAS DA SEGUINTE FORMA: LINHAS EM VERMELHO SINAL DE + LINHAS EM AZUL SINAL DE - Det A = 30 + 0 + 8 - 30 - 0 - 0 Det A = 8 ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 9 MANUEL PROPRIEDADES DOS DETERMINANTES P1. O determinante de uma matriz não se altera quando se trocam as linhas pelas colunas. 2 4 2 3 1 det 4 3 2 1 det −= = P2. Se a matriz A possui um linha ou coluna constituída de elementos nulos (zeros), o seu determinante é nulo. = 2 3 1 4 6 7 0 0 0 A det(A) = 0 PROPRIEDADES DOS DETERMINANTES P3. Se a matriz A tem duas linhas ou duas colunas iguais o determinante é nulo. P4. Se em uma matriz duas linhas ou duas colunas tem seus elementos correspondentes proporcionais, o determinante é nulo. = 2 1 2 1 A ⇒ det(A) = 0 = 8 4 4 2 A = 6 3 2 1 B = 2 1 2 1 C −= 24 4- 2 1 D det(A) = 0 det(B) = 0 det(C) = 0 det(D) = 0 = 7 2 1 3 8 4 7 2 1 B ⇒ det(B) = 0 L2 = 2×L1 C2 = 2×C1 L2 = 1×L1 L2 = 4×L1 ÁLGEBRA LINEAR MÓDULO_03 - DETERMINANTES 10 MANUEL
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