MATRIZES - CONTINUAÇÃO 1 Produto de matrizes EXEMPLO 3 Sejam: 1.1 Existência e dimensão da matriz produto ( ) 1 4 3 6 e B = . Vamos calcular o 1 7 5 O produto entre matrizes A · B = C existe apenas produto A · B, que, claramente, será uma matriz se o número de colunas em A for igual ao número de 3 × 2 (por quê?). Faremos isso um termo de cada linhas em B. A matriz C terá o número de linhas vez. de A e o número de colunas de B. Ou seja: Para calcular o termo c11 , vamos somar os proAm×p · Bp×n = Cm×n dutos dos termos da linha 1 em A com os termos da coluna 1 em B. Observe: EXEMPLO 1 2 1 ( ) 4 Seja A2×3 e B5×3 . O produto A · B não está ⇒ c11 = 2 · 4 + 1 · 1 = 9 1 denido; por outro lado, o produto B · A existe e 2 A = 0 3 é uma matriz 5 × 2. Para calcular o termo c12 , tomamos a linha 1 em A e a coluna 2 em B: EXEMPLO 2 Se A é uma matriz 4 × 3 e B é uma matriz 3 × 4, 2 1 ( ) o produto A · B está denido e é uma matriz 3 ⇒ c12 = 2 · 3 + 1 · 7 = 13 4 × 4. O produto B · A também está denido; 7 contudo, ele é uma matriz 3 × 3. Para calcular o termo c21 , tomamos a linha 2 em OBSERVAÇÃO A e a coluna 1 em B: O resultado acima nos indica uma propriedade ( ) muito importante do produto entre matrizes: 0 6 4 ele não é comutativo, ou seja, em geral, ⇒ c21 = 0 · 4 + 6 · 1 = 6 1 A · B ̸= B · A. Em outras palavras, a ordem dos fatores é importante. Para calcular o termo c22 , tomamos a linha 2 em Até agora, aprendemos tão-somente a vericar A e a coluna 2 em B: se o produto de duas matrizes existe e a calcular ( ) o número de linhas e de colunas da matriz pro3 0 6 ⇒ c22 = 0 · 3 + 6 · 7 = 42 duto. Uma vez que essa matriz exista, vamos, 7 agora, aprender efetivamente a calculá-la. E assim sucessivamente, até obter 1.2 Cálculo da matriz produto 9 13 A · B = 6 42 17 44 O cálculo da matriz produto é feito um termo de cada vez. Matematicamente, escrevemos C = A · B ⇒ cij = ∑ aik · bkj EXEMPLO 4 ( ) 1 −2 4 3 2 3 1 0 5 · = −5 0 −1 0 2 4 1 7 12 k Ou seja, o termo cij é a soma dos produtos dos termos da linha i em A com os termos da coluna j em B. (Verique!) 1 −3 10 6 1.3 Propriedades 1.4.2 1.3.1 Em geral, A · B = 0, onde 0 representa a matriz nula, não implica A ou B nulas. Associativa EXEMPLO 8 (A · B) · C = A · (B · C) 1.3.2 ( Distributiva ) ( −1 1 2 · −1 1 2 3 3 ) ( 0 = 0 0 0 ) (Verique!) (A + B) · C = A · B + A · C 1.5 Matriz Inversa e Seja A uma matriz quadrada de ordem n. Chamamos de matriz inversa de A, se existir, a matriz denotada por A−1 tal que: A · (B + C) = A · B + A · C 1.3.3 Produto nulo Identidade A · A−1 = A−1 · A = In O produto de uma matriz qualquer pela matriz identidade não altera a matriz, desde que satisfei- Nesse caso, dizemos que A é invertível. Nem toda tas as condições de existência da seção 1. (Aliás, matriz (mesmo quadrada) tem inversa. essa é a origem do nome da matriz identidade e daí advém a sua importância). Ou seja: Podemos encontrar a inversa de uma matriz A·I=A e I·A=A resolvendo um sistema cujas incógnitas serão os elementos da matriz inversa. Se o sistema for imEXEMPLO 6 possível, a matriz não tem inversa. Contudo, esse ( ) ( √ ) √ ) ( método é tão prático quanto menor for a ordem da 1 0 3 π 3 π matriz. Há outros métodos para determinação da = · 0 1 7 log 5 7 log 5 inversa que não serão estudados neste material. EXEMPLO 7 479 11 1076 2 1 661, 3 1 8 4 15 0 cos 10o 0, 037 √ √6 3 7 1 0 5 0 1 · 724 0 0 π 105 479 11 1076 4 2 15 = 1 0 661, 3 cos 10o 1 0, 037 8 EXEMPLO 9 ( ) ( 2 1 3 A inversa da matriz é 0 0 = 1 ( 2 5 (Verique!) √ √6 3 7 5 724 π 105 1.4 "Não propriedades" O produto de matrizes não possui algumas das propriedades apresentadas pelo produto de números reais, quais sejam: 1.4.1 )( 1 3 · 3 −5 Comutatividade Em geral, A · B ̸= B · A. Tente, por exemplo, calcular o outro produto entre as matrizes do exemplo 4. 2 ) −1 , porque 5 3 −5 2 ) ( )( ) ( ) −1 3 −1 2 1 1 0 = · = 2 −5 2 5 3 0 1