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Hewlett-Packard DETERMINANTE Aulas 01 a 05 Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Sumário DETERMINANTE ........................................................... 1 Exemplo 1 ............................................................................................................................................................ 1 Exemplo 2 ............................................................................................................................................................ 1 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 1 Exemplo 3 ............................................................................................................................................................ 1 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 2 TEOREMA DE LAPLACE ................................................. 2 I) COFATOR .......................................................................................................................................................... 2 Exemplo 1 ............................................................................................................................................................ 2 II) O TEOREMA DE LAPLACE ................................................................................................................................ 2 Exemplo 3 ............................................................................................................................................................ 2 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 3 Propriedades ................................................................ 3 Considere 𝑨 uma matriz quadrada de ordem 𝒏 em todos os casos a seguir. ................................................... 3 FILA NULA ............................................................................................................................................................ 3 Exemplo 1 ............................................................................................................................................................ 3 FILAS PARALELAS ................................................................................................................................................. 3 Exemplo 2 ............................................................................................................................................................ 3 Exemplo 3 ............................................................................................................................................................ 3 COMBINAÇÃO LINEAR ......................................................................................................................................... 3 Exemplo 4 ............................................................................................................................................................ 3 Exemplo 5 ............................................................................................................................................................ 3 TROCA DE FILAS PARALELAS ............................................................................................................................... 3 Exemplo 6 ............................................................................................................................................................ 3 MATRIZ TRANSPOSTA ......................................................................................................................................... 3 Exemplo 6 ............................................................................................................................................................ 3 MULTIPLICAÇÃO DE UMA FILA POR UM NÚMERO REAL ................................................................................... 4 Exemplo 7 ............................................................................................................................................................ 4 TEOREMA DE JACOBI .......................................................................................................................................... 4 MATRIZ TRIANGULAR .......................................................................................................................................... 4 Seja 𝑨 uma matriz triangular, então 𝐝𝐞𝐭𝑨 é o produto dos elementos da diagonal principal. ......................... 4 Exemplo 8 ............................................................................................................................................................ 4 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 4 TEOREMA DE BINET ............................................................................................................................................ 4 Elson Rodrigues e Gabriel Carvalho Página 1 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 4 Regra de Chió ............................................................... 5 REGRA DE CHIÓ ................................................................................................................................................... 5 Exemplo 2 ............................................................................................................................................................ 5 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 5 MATRIZ DE VANDERMONDE ............................................................................................................................... 5 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 5 Matriz Inversa .............................................................. 5 Matriz dos cofatores ........................................................................................................................................... 5 Exemplo 1 ............................................................................................................................................................ 6 Matriz adjunta ..................................................................................................................................................... 6 Exemplo 2 ............................................................................................................................................................ 6 Matriz Inversa ..................................................................................................................................................... 6 Exemplo 3 ............................................................................................................................................................ 6 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS .............................................................................................................................. 6 QUESTÕES EXTRAS ....................................................... 7 CAIU NO VEST .............................................................. 8 GABARITO .................................................................... 8 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS ....................................................................................................................................8 QUESTÕES EXTRAS .................................................................................................................................................... 8 CAIU NO VEST............................................................................................................................................................ 9 Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 1 AULA 01 DETERMINANTE A toda matriz quadrada pode ser associado um número real, chamado de determinante. Seja 𝐴 uma matriz quadrada de ordem 𝑛. O determinante de 𝐴, representado por 𝐝𝐞𝐭 𝑨 ou |𝑨|, é calculado por diferentes técnicas que variam de acordo com a ordem da matriz. • ORDEM 𝟏 O determinante de uma matriz de ordem 1 é igual ao único elemento que compõe essa matriz. Exemplo 1 • 𝐴 = [−2], então det 𝐴 = −2. • 𝐴 = [𝜋], então det 𝐴 = 𝜋. • 𝐴 = [0], então det 𝐴 = 0. • ORDEM 𝟐 O determinante de uma matriz de ordem 2 é igual ao produto dos elementos da diagonal principal menos o produto dos elementos da diagonal secundária. Se 𝐴 = ( 𝑎11 𝑎12 𝑎21 𝑎22 ), então det 𝐴 = | 𝑎11 𝑎12 𝑎21 𝑎22 | = 𝑎11𝑎22 − 𝑎12𝑎21 Exemplo 2 Se 𝐴 = ( 1 3 2 7 ), então det 𝐴 = | 1 3 2 7 | = 7 − 6 = 1 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 1.1. Calcule os determinantes a seguir. a) | − 7| b) | 2 9 3 7 | c) | 1 −1 3 −2 | d) | 5 4 −2 −1 | e) | 𝑠𝑒𝑛 𝑎 − cos 𝑎 cos 𝑎 𝑠𝑒𝑛 𝑎 | 1.2. Resolva, em ℝ, a equação | 2𝑥 3𝑥 − 2 1 𝑥 | = 1. • ORDEM 𝟑 O determinante da matriz de ordem 3 é calculado utilizando a Regra de Sarrus. Observe o passo-a-passo no exemplo a seguir. Exemplo 3 Calcule o determinante da matriz 𝐴 = [ 1 0 2 0 3 1 −1 2 3 ]. 1) Copie ao lado da matriz 𝑨 as suas duas primeiras colunas. | 1 0 2 0 3 1 −1 2 3 | 1 0 0 3 −1 2 2) Multiplique os elementos da diagonal principal. Faça o mesmo, separadamente, para cada “diagonal paralela”. | 1 0 2 0 3 1 −1 2 3 | 1 0 0 3 −1 2 3) Multiplique os elementos da diagonal secundária, trocando o sinal do produto obtido. Faça o mesmo, separadamente com as suas “diagonais paralelas”. | 1 0 2 0 3 1 −1 2 3 | 1 0 0 3 −1 2 4) Some os valores obtidos. det 𝐴 = 9 + 0 + 0 + 6 − 2 + 0 = 13 6 − 2 0 9 0 0 3 ⋅ 2 1 ⋅ 7 𝑎11𝑎22 𝑎12𝑎21 Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 2 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 1.3. Calcule A) | 3 2 1 1 2 5 1 −1 0 | B) | 1 −1 2 5 7 −4 4 0 1 | AULA 02 TEOREMA DE LAPLACE I) COFATOR Seja 𝐴 uma matriz quadrada de ordem 𝑛 ≥ 2 e seja 𝑎𝑖𝑗 um elemento de 𝐴. A cada elemento da matriz 𝑎𝑖𝑗 está associado um número real chamado de cofator. O cofator de 𝑎𝑖𝑗, denotado por Δ𝑖𝑗, é tal que 𝚫𝒊𝒋 = (−𝟏) 𝒊+𝒋 ⋅ 𝑫𝒊𝒋, em que 𝐷𝑖𝑗 é o determinante da matriz que se obtém de 𝐴, eliminando a 𝑖-ésima linha e 𝑗-ésima coluna. Exemplo 1 Na matriz 𝑨 = [ 𝟎 𝟏 −𝟏 𝟐 𝟑 𝟏 −𝟐 𝟎 𝟒 ], qual o cofator do elemento 𝒂𝟏𝟑? Para determinar o cofator de 𝒂𝟏𝟑 precisamos calcular 𝑫𝟏𝟑 que é obtido eliminando a primeira linha e terceira coluna. [ 𝟎 𝟏 −𝟏 𝟐 𝟑 𝟏 −𝟐 𝟎 𝟒 ] ⇒ 𝐃𝟏𝟑 = | 𝟐 𝟑 −𝟐 𝟎 | = 𝟎 + 𝟔 = 𝟔 E assim, Δ13 = (−1) 1+3 ⋅ 𝐷13 = (−1) 4 ⋅ 6 = 6. II) O TEOREMA DE LAPLACE O determinante de uma matriz quadrada de ordem 𝑛 ≥ 2 é igual a soma dos produtos dos elementos de uma fila com os seus respectivos cofatores. Exemplo 3 Calcule o determinante da matriz 𝐴 = [ 1 2 1 1 2 1 4 3 3 0 0 2 4 3 2 5 ]. 1º) Utilizando o teorema de Laplace na linha 3 det 𝐴 = 𝑎31 ⋅ Δ31 + 𝑎32 ⋅ Δ32 + 𝑎33 ⋅ Δ33 + 𝑎34 ⋅ Δ34 det 𝐴 = 3 ⋅ Δ31 + 0 ⋅ Δ32 + 0 ⋅ Δ33 + 2 ⋅ Δ34 det 𝐴 = 3 ⋅ Δ31 + 2 ⋅ Δ34 Perceba que ao escolher a linha 3 só será necessário calcular dois cofatores, pois ela possui dois termos nulos. 2º) Calculando o cofator 𝚫𝟑𝟏 Δ31 = (−1) 3+1 ⋅ | 2 1 1 1 4 3 3 2 5 | = 1 ⋅ 22 = 22 3º) Calculando o cofator 𝚫𝟑𝟒 Δ34 = (−1) 3+4 ⋅ | 1 2 1 2 1 4 4 3 2 | = (−1) ⋅ 16 = −16 4º) Voltando ao determinante det 𝐴 = 3 ⋅ Δ31 + 2 ⋅ Δ34 det 𝐴 = 3 ⋅ 22 + 2 ⋅ (−16) det 𝐴 = 34 Obs.2: O termo fila se refere a uma linha ou coluna da matriz. TAREFA 1 – Unid. 10, Cap. 39, PSA 1 (a até f), 2 e 4. Teorema de Laplace Observe que no teorema de Laplace cada cofator é multiplicado pelo seu respectivo elemento, com isso caso o elemento seja nulo não é necessário calcular seu cofator. Logo, escolha sempre a fila com a maior quantidade de elementos nulos para simplificar o cálculo. Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 3 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 2.1. Calcule a) | 3 1 5 0 −2 1 1 2 4 0 2 1 1 −1 0 3 | b) 1 4 1 1 2 0 4 3 5 0 2 1 3 0 7 1− − AULA 03 Propriedades Considere 𝑨 uma matriz quadrada de ordem 𝒏 em todos os casos a seguir. FILA NULA Se 𝐴 possui uma fila na qual todos os elementos são nulos, então det 𝐴 = 0. Exemplo 1 O determinante | 2 3 1 0 0 0 −1 2 7 | é nulo, pois a segunda linha é nula. FILAS PARALELAS Se 𝐴 possui filas paralelas iguais ou proporcionais, então det 𝐴 = 0. Exemplo 2 O determinante | 2 1 4 5 −1 2 2 1 4 | é nulo, pois a linha 1 é igual a linha 3. Exemplo 3 O determinante | 1 1 2 2 5 4 3 6 6 | é nulo, pois a coluna 3 é o dobro da coluna 1 COMBINAÇÃO LINEAR Se os elementos de uma fila de uma matriz são combinações lineares dos elementos correspondentes de filas paralelas, então seu determinante é nulo Exemplo 4 O determinante | 1 2 3 4 5 9 −1 2 1 | é nulo, pois a coluna 3 é a soma da coluna 1 e 2. Exemplo 5 O determinante | 1 2 8 4 5 23 −1 2 4 | é nulo, pois a coluna 3 é a igual a coluna 1 vezes 2 mais a coluna 2 vezes 3. TROCA DE FILAS PARALELAS Se trocarmos a posição de duas filas paralelas de 𝐴, obtendo uma matriz 𝐴′, então det 𝐴′ = − det 𝐴. Exemplo 6 Se o determinante | 3 2 1 1 2 5 1 −1 0 | é igual a 22, então o determinante | 1 2 5 3 2 1 1 −1 0 | é igual a −22, pois a linha 1 foi trocada com a linha 2. MATRIZ TRANSPOSTA Seja 𝐴𝑡 a transposta da matriz 𝐴, então det 𝐴 = det 𝐴𝑡 Exemplo 6 Se o determinante | 3 2 1 1 2 5 1 −1 0 | é igual a 22, então o determinante da matriz | 3 1 1 2 2 −1 1 5 0 | será igual a 22, pois ela é a sua transposta. TAREFA 2 – Unid. 10, Cap. 39, PSA 1(g, h, i). Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 4 MULTIPLICAÇÃO DE UMA FILA POR UM NÚMERO REAL Quando todos os elementos de uma fila de 𝐴 são multiplicados por um número 𝑘 obtendo uma matriz 𝐴′, então det 𝐴′ = 𝑘 ∙ det 𝐴. Exemplo 7 Se o determinante | 3 2 1 1 2 5 1 −1 0 | é igual a 22, então o determinante | 6 2 1 2 2 5 2 −1 0 | é igual a 44, pois a coluna 1 foi multiplicada por 2. TEOREMA DE JACOBI Seja A' a matriz obtida pela substituição de uma fila de uma matriz A pela soma dessa fila com um múltiplo de outra fila paralela a ela não altera o determinante, ou seja, det 𝐴 = det 𝐴′ MATRIZ TRIANGULAR Seja 𝑨 uma matriz triangular, então 𝐝𝐞𝐭 𝑨 é o produto dos elementos da diagonal principal. Exemplo 8 | 3 5 0 1 1 0 2 3 0 0 0 0 2 1 0 4 | = 3 ⋅ 1 ⋅ 2 ⋅ 4 = 24. EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 3.1. Calcule. a) | 7 8 9 0 0 0 −1 2 −3 | b) | 1 1 2 2 0 4 0 6 3 1 4 2 0 7 0 8 | c) | 2 3 1 4 5 −2 2 3 1 | 3.2. Sabendo que | 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 | = 7, calcule os determinantes. a) | 𝑧 𝑤 𝑥 𝑦 | b) | 5𝑥 5𝑦 𝑧 𝑤 | c) | 5𝑥 5𝑦 5𝑧 5𝑤 | 3.3. Se 𝐴 é uma matriz quadrada de ordem 2 e det 𝐴 = 7, qual o valor de det 3𝐴? 3.4. Em cada determinante a seguir, justifique por meio de uma propriedade o porquê do determinante ser igual a zero. a) | | 2 3 4 0 −1 1 2 0 0 2 0 3 0 0 5 1 1 2 0 3 1 4 −1 0 2 | | = 0 b) | 3 1 2 −1 0 4 2 5 3 1 2 −1 5 6 9 10 | = 0 c) | 2 3 −1 9 1 2 3 6 45 2 15 0 −4 1 −12 | = 0 d) || 1 2 1 2 1 3 2 3 5 0 17 10 27 8 −4 0 −4 5 || = 0 e) | 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 1 1 1 1 2𝑎 + 3𝑥 2𝑏 + 3𝑦 2𝑐 + 3𝑧 2𝑑 + 3𝑤 | TEOREMA DE BINET Se 𝐴 e 𝐵 são matrizes quadradas de mesma ordem, então det(𝐴 ⋅ 𝐵) = det 𝐴 ⋅ det 𝐵 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 3.5. Prove que uma matriz invertível possui determinante diferente de zero. 3.6. (AFA – 2012) Considere as matrizes 𝐴 e 𝐵, inversíveis e de ordem 𝑛, bem como a matriz identidade 𝐼. Sabendo que det(𝐴) = 5 e det(𝐼 ⋅ 𝐵−1 ⋅ 𝐴) = 1 3 , então o det[3 ⋅ (𝐵−1 ⋅ 𝐴−1)] é igual a (A) 5 ⋅ 3𝑛. (B) 3𝑛−1 52 . (C) 3𝑛 15 . (D) 3𝑛−1. TAREFA 3 – Unid. 10, Cap. 39, PSA 3, 5, 6, 7 e 8 Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 5 AULA 04 Regra de Chió REGRA DE CHIÓ A regra de Chió nos permite calcular o determinante de uma matriz de ordem 𝑛, utilizando uma matriz de ordem menor. Obs.3: Para utilizar a regra de Chió o elemento 𝒂𝟏𝟏 deve ser igual a 𝟏. ( 1 ⋯ 𝑎1𝑛 ⋮ ⋱ ⋮ 𝑎𝑛1 ⋯ 𝑎𝑛𝑛 ) PASSO A PASSO 1. Destaque os elementos da primeira linha e da primeira coluna das demais. Fazendo o que será orientado à partir do passo 2, você irá obter uma matriz de ordem 𝑛 – 1, da qual irá obter o determinante (igual ao da matriz original). 2. Cada elemento restante, pode ser associado a dois elementos – um da primeira linha (mesmo i) e outro da primeira coluna (mesmo j). Subtraia o produto desses elementos associados de cada um dos elementos restantes. Ao final desse passo você terá uma nova matriz, cujo determinante é igual ao da matriz original, porém de ordem 𝑛 – 1. Obs.4: O novo determinante poderá ser calculado por qualquer regra ou método já aprendido. Exemplo 2 | 𝟏 2 3 7 4 2 5 6 1 10 3 8 −4 5 2 3 | = | 7 − 2 ⋅ 3 5 − 4 ⋅ 3 6 − 3 ⋅ 2 10 − 2 ⋅ 1 −4 − 4 ⋅ 1 5 − 1 ⋅ 2 8 − 2 ⋅ 3 2 − 4 ⋅ 3 3 − 3 ⋅ 2 | = | 1 −7 0 8 −8 3 2 −10 −3 | = | −8 − (−7) ⋅ 8 3 − 8 ⋅ 0 −10 − (−7) ⋅ 2 −3 − 2 ⋅ 0 | = | 48 3 4 −3 | = −144 − 12 = −156 EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 4.1. Calcule a) | 1 2 2 −3 0 4 5 1 1 6 3 2 3 −1 1 4 | b) | 4 1 3 1 2 0 0 2 5 3 1 0 2 2 2 1 | MATRIZ DE VANDERMONDE A matriz de Vandermonde, ou matriz das potências, é uma matriz quadrada de ordem 𝑛 ≥ 2 do tipo ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 3 2 2 2 2 1 2 3 1 2 3 1 1 1 1 n n n n n n n n x n a a a a a a a aA a a a a = Obs.5: Os elementos da segunda linha da matriz de Vandermonde são chamados de elementos característicos. O determinante da matriz de Vandermonde é igual ao produto de todas as diferenças entre os seus elementos característicos (𝑎2𝑝 − 𝑎2𝑞), com 𝑝 > 𝑞. EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 4.2. Calcule a)| 1 1 2 3 1 1 5 7 4 9 8 27 25 49 125 343 | b) | 1 1 1 −2 1 1 5 3 1 4 1 −8 25 9 125 27 | AULA 05 Matriz Inversa Matriz dos cofatores Seja 𝐴 uma matriz quadrada de ordem 𝑛. A matriz dos cofatores de 𝐴, 𝐴′, é a matriz em que cada elemento Δ𝑖𝑗 é o cofator de cada elemento 𝑎𝑖𝑗 de 𝐴. Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 6 Em outras palavras, a matriz 𝐴′ é a matriz que se obtém a partir de 𝐴, substituindo cada elemento de 𝐴 pelo seu cofator. Exemplo 1 Sendo 𝐴 = [ 2 3 −1 1 ] temos que os cofatores dos elementos da matriz 𝐴 são iguais a Δ11 = (−1) 1+1 ⋅ 1 = 1 Δ12 = (−1) 1+2 ⋅ (−1) = 1 Δ21 = (−1) 2+1 ⋅ 3 = −3 Δ22 = (−1) 2+2 ⋅ 2 = 2 Assim, a matriz dos cofatores será igual a 𝐴′ = [ 1 1 −3 2 ] Matriz adjunta Seja 𝐴 uma matriz quadrada de ordem 𝑛. A matriz adjunta de 𝐴, denotada por �̅� é igual a transposta da matriz dos cofatores, ou seja �̅� = (𝐴′)𝑡 Exemplo 2 Sendo 𝐴 = [ 2 3 −1 1 ] temos que a matriz dos cofatores é igual a 𝐴′ = [ 1 1 −3 2 ] Assim, a matriz adjunta de 𝐴 é igual a �̅� = [ 1 −3 1 2 ] Com a matriz adjunta temos uma segunda forma de se obter a matriz inversa de 𝐴. Matriz Inversa Seja 𝐴 uma matriz invertível quadrada de ordem 𝑛. A matriz inversa de 𝐴 é igual a 𝐴−1 = 1 det 𝐴 ⋅ �̅� em que �̅� é a matriz adjunta de 𝐴. Para obter a matriz inversa de 𝐴 basta seguir o seguinte passo-a-passo 1º) Calcule o determinante de 𝐴. Lembre-se que se ele for diferente de zero a matriz é inversível. 2º) Obtenha a matriz dos cofatores de 𝐴. 3º) Obtenha a matriz adjunta de 𝐴. 4º) Divida os elementos da matriz ajunta pelo determinante de 𝐴. Exemplo 3 Sendo 𝐴 = [ 2 3 −1 1 ] temos que I. det(𝐴) = 5 II. 𝐴′ = [ 1 1 −3 2 ] III. �̅� = [ 1 −3 1 2 ] IV. 𝐴−1 = 1 det 𝐴 ⋅ �̅� = 1 5 ⋅ [ 1 −3 1 2 ] = [ 1 5 − 3 5 1 5 2 5 ] EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 5.1. Considere a matriz 𝐴 = [ 2 3 − 1 3 1 2 0 ]. a) Calcule det 𝐴. b) Obtenha a matriz, 𝐴′, dos cofatores de 𝐴. c) Obtenha a matriz �̅�, adjunta de 𝐴. d) Obtenha a matriz 𝐴−1, inversa de 𝐴 5.2. Considere as matrizes 𝐴 = [ 3 0 0 1 2 0 −1 1 𝑥 ]. a) Para que valores de 𝑥 a matriz 𝐴 é invertível? b) Determine o elemento 𝑎21 da matriz inversa de 𝐴. Matriz Inversa de ordem 2 No caso da matriz quadrada de ordem 2 a matriz inversa seguirá um padrão especial. Observe a seguinte matriz de ordem 2 𝐴 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ] A matriz dos cofatores e a matriz adjunta de 𝐴 são dadas por 𝐴′ = [ 𝑑 −𝑐 −𝑏 𝑎 ] ⇔ �̅� = [ 𝑑 −𝑏 −𝑐 𝑎 ] Assim, a inversa de 𝐴 é igual a 𝐴− ′ = 1 det 𝑎 ⋅ [ 𝑑 −𝑏 −𝑐 𝑎 ] Ou seja, para determinar a inversa da matriz de ordem 2 basta I. Permutar os elementos da diagonal principal II. Mudar o sinal dos elementos da diagonal secundária III. Dividir todos os elementos pelo determinante Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 7 EXTRA QUESTÕES EXTRAS 1. O valor de 𝐴 = | −3 1 −2 1 | + | 2 3 −1 4 5 √2 −4 −6 2 | − (A) √2 − 1 . (B) −5. (C) 5. (D) −3. (E) 3 . 2. O valor do determinante é igual a (A) −720. (B) 720. (C) −2160. (D) 2160. (E) −240 . 3. Considere a matriz 𝐵 = (𝑏𝑖𝑗)4𝑥4 em que det 𝐵 = 5. É correto afirmar que (A) det 2𝐵 = 2 ∙ det 𝐵 . (B) det (−𝐵 ) = det 𝐵 . (C) det 3𝐵 < 400 . (D) det 𝐵2 = 10 . (E) det 𝐵𝑡 = − det 𝐵 , em que 𝐵𝑡 é a matriz transposta de 𝐵. 4. Considere a matriz 𝐴 = [ 2 3 −1 0 2 0 1 2 1 ] e julgue os itens a seguir. 1. det(2𝐴) = 8 ⋅ det (𝐴). 2. Seja 𝐵 = [ 4 6 −2 0 2 0 1 2 1 ]. Então, é correto afirmar que det(𝐵) = 2 ⋅ det (𝐴). 3. Sendo 𝐴𝑡 a matriz transposta da matriz 𝐴, tem-se que det(𝐴𝑡) = det (𝐴). 4. Sendo 𝐴−1 a inversa da matriz 𝐴, tem-se que det(𝐴−1) = 1 6 . 5. A matriz 𝐴 é inversível. 5. Resolva a equação | 1 2 𝑥 −1 𝑥 (𝑥 + 1) 3 2 𝑥 | = 6 e determine, em ℝ, o seu conjunto-solução. 6. Considere a matriz 𝐴 = ( 1 2 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 4 ). Calcule o determinante da matriz inversa de 𝐴. 7. O conjunto-solução, em ℝ, da equação | 1 𝑥 1 2 13 𝑥 1 3 0 | = | 3 0 2 𝑥 | é (A) 𝑆 = {−2; 3}. (B) 𝑆 = {2; −3}. (C) 𝑆 = {7}. (D) 𝑆 = {−1;7}. (E) 𝑆 = {1;-7}. 8. Dada a matriz 𝐴 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑚 𝑛 𝑝 𝑥 𝑦 𝑧 ], em que 𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑚, 𝑛, 𝑝, 𝑥, 𝑦 e 𝑧 são números reais, é correto afirmar que (A) det(5𝐴) = 5 ⋅ det(𝐴). (B) | 𝑥 𝑦 5𝑧 2𝑎 2𝑏 10𝑐 𝑚 𝑛 5𝑝 | = −10 ⋅ det 𝐴. (C) | 𝑎 𝑥 𝑚 𝑏 𝑦 𝑛 𝑐 𝑧 𝑝 | = det 𝐴. (D) | 2𝑎 2𝑏 2𝑐 3𝑥 3𝑦 3𝑧 𝑚 𝑛 𝑝 | = 6 ⋅ det 𝐴. (E) | 𝑎 𝑐 𝑏 𝑚 𝑝 𝑛 𝑥 + 2𝑚 𝑧 + 2𝑝 𝑦 + 2𝑛 | = − det 𝐴. 9. O determinante da matriz 𝐴 = [ 0 1 1 −1 1 0 2 1 2 0 0 0 1 0 3 0 ] é igual a (A) -6. (B) -4. 1 -2 4 -3 0 -1 2 √2 0 0 2 5 0 0 0 2 3 3 3 3 2 -2 4 -1 4 4 16 1 8 -864 -1 Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 8 (C) 0. (D) 4. (E) 6. CAIU NO VEST 1. Considere a matriz 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗)3×2, tal que 𝑎𝑖𝑗 = 𝑖 − 𝑗. Calcule det(𝐴 ⋅ 𝐴𝑡). 2. Calcule | 𝑠𝑒𝑛 𝑥 − cos 𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝑦 cos 𝑦 |. 3. Seja 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗)3×3 em que 𝑎𝑖𝑗 = { 1, 𝑠𝑒 𝑖 ≥ 𝑗 2, 𝑠𝑒 𝑖 < 𝑗 . Calcule det 𝐴. 4. Sabendo-se que 𝐴 e 𝐵 são matrizes quadradas de ordem 2, det 𝐴 = 12 e det 𝐵𝑡 = −6, qual é o valor de det (𝐴 ⋅ 𝐵)? 5. Resolva, em ℝ, a equação| 𝑥 0 0 0 1 2 −1 1 −3 −1 1 2 2 0 1 3 | = −31 6. Calcule o valor da expressão | 2 5 6 15 | + 2 | 4 −1 1 3 2 5 7 9 0 −1 2 6 4 5 14 18 | + | 3 −2 3 5 0 5 1 √3 1 | 7. (UnB – 2012) Dada uma matriz quadrada 𝐴, define- se o traço de 𝐴, simbolizado por 𝑡𝑟(𝐴), como a soma dos elementos de sua diagonal principal. A partir dessas informações e considerando as matrizes 𝑃 = ( 0,7 0,2 0,3 0,8 ) ; 𝑄 = ( 2 −1 3 1 ) e 𝑅 = 100𝑄−1𝑃𝑄, Determine o valor do quociente det(𝑅) 𝑡𝑟(𝑅) , em que det (𝑅) é o determinante da matriz 𝑅. Despreze, caso exista, a parte fracionária do resultado final obtido, após ter efetuado todos os cálculos solicitados. GABARITO EXERCÍCIOS FUNDAMENTAIS 1.1. a) −7 b) −13 c) 1 d) 3 e) 1 1.2. 𝑆 = { 1 2 ; 1} 1.3. a) 22 b) −28 2.1. a) −31 b) −452 3.1. a) 0 b) 0 c) 0 3.2. a) −7 b) 35 c) 175 3.3. 63 3.4. a) Coluna 4 nula (fila nula) b) Linha 1 igual a linha 3 (filas paralelas iguais) c) Coluna 1 proporcional a coluna 4 (filas paralelas proporcionais) d) Coluna 3 é combinação linear da coluna 1 e 2 (combinação linear de filas paralelas) e) Linha 4 é combinação linear da linha 1 e linha 2 (combinação linear de filas paralelas) 3.5. Demonstração 3.6. B 4.1. a) 281 b) 30 4.2. a) 240 b) 1 680 5.1. a) 1 6 b) 𝐴′ = [ 0 − 1 2 1 3 2 3 ] c) �̅� = [ 0 1 3 − 1 2 2 3 ] d) 𝐴−1 = [ 0 2 −3 4 ] 5.2. a) 𝑥 ≠ 0 b) − 1 6 QUESTÕES EXTRAS 1. E 2. C 3. B 4. CCCCC 5. {1} 6. 1/12 7. 𝐷 8. E 9. A Prof. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz Página 9 CAIU NO VEST 1. 0 2. 𝑠𝑒𝑛 (𝑥 + 𝑦) 3. 1 4. −72 5. {2} 6. 0 7. 033
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