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ANDRÉA LUCIANE DE PAULA LACERDA ÁLGEBRA LINEAR Operações Elementares sobre as linhas de uma matriz São três as operações sobre as linhas de uma matriz: (i) Multiplicação da i-ésima linha por um escalar não nulo t. L tLi i 22 L4L 01 2 1 1 01 01 ......... 01 4 -2 (ii) Permuta das i-ésima e j-ésima linhas. 21 LL 213 201 201 213 L Li j (iii) Substituição da i-ésima linha pela i-ésima linha mais t vezes a j-ésima linha, onde t é não nulo. L L tLi i j 133 L5LL 72 05 30 71 72 ....................... 30 71 5-5.1 0-5.7 72 350 30 71 Sejam A e B matrizes de mesma ordem. Diz-se que B é linha equivalente a A, se B pode ser obtida de A através de um número finito de operações elementares sobre as linhas de A. Exemplo 1: 11 L)4/1(L 213 804 A 213 201 B 410 201 122 L3LL 122 L3LL 11 L4L Notação: BA Assim, se a matriz B é linha equivalente a matriz A, você pode concluir que A é linha equivalente a B. 213 201 B 410 201 LINHA REDUZIDA À FORMA ESCADA (LRFE) Diz-se que uma matriz A m x n é linha reduzida à forma escada (LRFE) se satisfaz as condições a seguir: (i) O primeiro elemento não nulo de uma linha não nula é 1. (iv) Se as linhas 1, ... , r são as linhas não nulas, e se o primeiro elemento não nulo da linha i ocorre na coluna ki , então k1 < k2 < ... < kr (ii) Cada coluna que contém o primeiro elemento não nulo de alguma linha possui todos os seus outros elementos iguais a zero. (iii) Toda linha nula ocorre abaixo de todas as linhas não nulas. Ex: Verifique se as matrizes dadas a seguir estão na forma LRFE. 00 01 A A matriz A está na forma LRFE. 020 001 B A matriz B não está na forma LRFE porque o primeiro elemento não nulo da linha 2 é diferente de um. 10 00 C A matriz C não está na forma LRFE porque possui uma linha nula acima de uma linha não nula. 0 0 1 D A matriz D está na forma LRFE. 000 100 011 E 0000 0010 0100 2001 F 10 11 G A matriz E está na forma LRFE. A matriz F não está na forma LRFE porque k1 k2 321 kkk k3 = 1 = 3 = 2 Assim, não satisfaz a condição: A matriz G não está na forma LRFE porque coluna que contém o primeiro elemento não nulo da segunda linha possui um elemento diferente de zero. Exemplo 1 Este processo de obtenção da matriz B LRFE que é linha equivalente a matriz A é chamado de escalonamento de GAUSS-JORDAN. Exemplo 2 : 1. O 1º elemento não nulo de Li é igual a 1? 2. Todos os outros elementos da coluna onde ocorre o 1º não nulo de Li são iguais a zero? 3. A matriz obtida satisfaz a condição ? ...21 rkkk 4. Toda linha nula ocorre abaixo de todas as linhas não nulas? Escalone a matriz A. 40 03 11 A A matriz B é linha equivalente a matriz A e está na forma LRFE. Esse processo é sempre possível qualquer que seja a matriz A . 010 500 042 A1 Definições: Seja B a matriz LRFE linha equivalente a matriz A. Chamamos posto de A, denotado por p(A), o número de linhas não nulas da matriz B. O número n(A) obtido quando subtraímos o posto de A do número de colunas de A é chamado de nulidade de A. )(colunas de n)( o ApostoAnulidade Exemplo: p(A) = 3 n(A) = 3-3 = 0 1. O 1º elemento não nulo de Li é igual a 1? 2. Todos os outros elementos da coluna onde ocorre o 1º não nulo de Li são iguais a zero? Se não for : Operação elementar do tipo L1 t L1 Se não for : Operações elementares do tipo Li Lj+ t L1 Sintetizando: Para escalonar uma matriz você pode seguir o roteiro definido pelas perguntas dadas abaixo. 3. A matriz obtida satisfaz a condição ?...21 rkkk 4. Toda linha nula ocorre abaixo de todas as linhas não nulas? Se não for : Operações elementares do tipo Se não for : Operações elementares do tipo Li Lj Li Lj Exercícios 1)Escalone as matrizes abaixo para a forma LRFE a) b) c) Exercícios a) b) Exercícios c) Bibliografia: https://sites.google.com/site/algebrasoresofe/
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