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1 Matrizes Prof Nunes Matemática - Matrizes – Teoria MATEMÁTICA Matrizes Prof Nunes 2 Matrizes Prof Nunes Matemática - Matrizes – Teoria 1- Definição Matrizes são tabelas onde os elementos estão dispostos em linhas e colunas. Representamos matrizes com letras maiúsculas e os elementos com letras minúsculas: 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 Lê-se: Seja a matriz A, do tipo mxn, formada pelos elementos aij O termo “mxn”, que é o tipo da matriz, indica quantas linhas(m) e quantas colunas(n) tem a matriz e o termo “aij” indica em qual posição, dentro da tabela, se encontra o elemento a. Por ex: o elemento a23 se encontra na segunda linha e terceira coluna. Ex: 𝐴 = ( 4 1 5 −2 3 2 ) e a23 = 2 ; A matriz A é do tipo 2x3 Obs: Para representarmos matrizes, podemos usar parênteses ou colchetes. 2- Tipos de matrizes 2.1 – Matrizes Quadradas (An) Como o próprio nome está dizendo, são matrizes que tem a quantidade de linhas igual a quantidade de colunas. Nesse caso não usamos o termo “tipo” mas sim “ordem”. An Lê-se: Matriz A de ordem n Ex: 𝐴3 = ( 1 0 3 4 3 1 6 5 − 1 ) Nesse caso, toda matriz quadrada tem as diagonais designadas: principal(DP) e secundária(DS). 𝐴3 = ( 1 0 3 4 3 1 6 5 − 1 ) 3 Matrizes Prof Nunes Matemática - Matrizes – Teoria DS DP 2.2 – Matriz Identidade (In) É uma matriz quadrada de ordem n que tem os elementos da diagonal principal todos iguais a 1 e o restante dos elementos iguais a 0, ou seja, a ij = 1 se i=j e aij = 0 se i≠j. Ex: 𝐼2 = ( 1 0 0 1 ) 𝐼3 = ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) A matriz identidade é importante porque ela funciona como o elemento neutro na multiplicação de matrizes. Ela funciona como se fosse o número 1 no produto dos números. 𝐴𝑛. 𝐼𝑛 = 𝐼𝑛. 𝐴𝑛 = 𝐴𝑛 2.3 – Matriz Transposta (𝐴𝑡) É a matriz que se obtém trocando-se as linhas pelas respectivas colunas. Assim, temos:𝐴𝑚𝑥𝑛 = 𝐴𝑛𝑥𝑚 𝑡 Ex: 𝐴2𝑥3 = ( 1 0 1 2 1 1 ) 𝐴3𝑥2 𝑡 = ( 1 2 0 1 1 1 ) Obs: (𝐴𝑡)𝑡 = 𝐴 ( A transposta da transposta é a própria matriz.) 3- Operações com matrizes 3.1- Soma e subtração de matrizes Somente podemos somar ou subtrair matrizes do mesmo tipo ou com a mesma ordem. E quando formos somar ou subtrair as operações ocorrem entre os elementos correspondentes. Por ex: a23 + b23 = c23 Ex: ( 2 − 1 0 3 ) + ( 3 2 5 3 ) = ( 5 1 5 6 ) 4 Matrizes Prof Nunes Matemática - Matrizes – Teoria 3.2 – Multiplicação de uma matriz por um número Multiplicam-se todos os elementos da matriz pelo número: Ex: 3( 1 − 1 2 3 0 − 2 ) = ( 3 − 3 6 9 0 − 6 ) 3.3- Produto entre matrizes A condição para haver o produto entre duas matrizes é que o número de colunas da primeira deve ser igual ao número de linhas da segunda. 𝐴𝑚𝑥𝑝 𝑥 𝐵𝑝𝑥𝑛 = 𝐶𝑚𝑥𝑛 Portanto, a matriz resultante 𝐶𝑚𝑥𝑛 tem o número de linhas da primeira e o número de colunas da segunda. Ex: 𝐴2𝑥3 = ( 1 2 3 0 1 2 ) 𝑒 𝐵3𝑥2 = ( 1 2 −1 0 2 − 1 ). Se AB = C, calcule c11 + c22. Vamos utilizar um dispositivo prático: Traçamos duas retas perpendiculares Colocamos aqui a segunda matriz (B) Colocamos aqui a Resultado primeira matriz (A) ( 1 2 −1 0 2 − 1 ) ( 1 2 3 0 1 2 ) 5 Matrizes Prof Nunes Matemática - Matrizes – Teoria Essas duas retas perpendiculares vão gerar quatro quadrantes. Repare que no quadrante do resultado aprecem 4 cruzamentos de linhas, que são as posições dos elementos da matriz resultante. c11 = é o resultado da iteração da primeira linha da matriz A com a primeira coluna da matriz B = 1x1 + 2x-1 + 3x2 = 5 c12 = é o resultado da iteração da primeira linha da matriz A com a segunda coluna da matriz B = 1x2 + 2x0 + 3x-1 = -1 c21 = é o resultado da iteração da segunda linha da matriz A com a primeira coluna da matriz B = 0x1 + 1x-1 + 2x2 = 3 c22 = é o resultado da iteração da segunda linha da matriz A com a primeira coluna da matriz B = 0x2 + 1x0 + 2x-1 = -2 𝐶2 = ( 5 − 1 3 − 2 ) Portanto, c11 + c22 = 5 + (-2) = 3 Obs1: Vale a pena dizer que, no produto de matrizes, nem sempre AB será igual BA. De uma maneira geral: AB ≠ BA Repare que no nosso exemplo, AB = C2 e que BA = D3. Obs2: (AB)t = Bt . At
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