Determinantes Acadêmica: Sabrina Vicente de Oliveira História O estudo sobre determinantes precedeu o estudo de matrizes, feito por Cayley. A definição dos determinantes é atribuída ao matemático alemão Gottfried Leibniz realizada em 1693. No século XVIII outros matemáticos, como Bézout, Vandermonde e Laplace, deram sua contribuição para aperfeiçoar esse estudo, consolidada no século XIX por Cauchy e Jacobi. Problematização Foi realizada uma pesquisa, num bairro de determinada cidade, com um grupo de 500 crianças de 3 a 12 anos de idade. Para esse grupo, em função da idade 𝑥 da criança, concluiu-se que o peso médio 𝑝(𝑥), em quilogramas, era dado pelo determinante da matriz 𝐴, onde Com base na fórmula 𝑝 𝑥 = det 𝐴, determine: a) o peso médio de uma criança de 5 anos; b) a idade mais provável de uma criança cujo peso é 30 kg. Matriz quadrada de 1º ordem Seja a matriz quadrada de 1º ordem, indicada por A= [a11]. Por definição o determinante de A é igual ao número a11 Indicamos assim det A= a11 Exemplo 01) Dada a matriz A=[4] Logo det A= 4 Exemplo 02) Dada a matriz B[-2] Logo det B= -2; Matriz quadrada de 2º ordem Se A é uma matriz quadrada de ordem 2, calculamos seu determinante fazendo o produto dos elementos da diagonal principal menos o produto dos elementos da diagonal secundária. Dada a matriz A = 𝑎11 𝑎21 𝑎12 , indicamos seu determinante 𝑎22 assim: Det A= 𝑎11 𝑎21 𝑎12 = a11.a22 – a12. A21 𝑎22 Exemplo 01) O determinante da matriz A, sendo: 6 3 A= , é dado por: 2 −4 6 3 Det A= = 6.(-4) – 3.2 = -24-6 = -30 2 −4 1 Exemplo 02) A= 2 1 det A= 2 3 = 7 3 = 1.7 – 2.3 = 7-6 = 1 7 Exemplo 03)A= Det A 5 −2 5 4 −2 −1 4 = 5.-1- (-2.4)= -5+8 = 3 −1 Matriz quadrada de 3º ordem Exemplo 01) Calcular o determinante da matriz 1 5 −2 𝐴= 8 3 0 4 −1 2 det A = + 6 + 0 +16 + 24 + 0 – 80 = - 34 3 1 Exemplo 02) A= 2 0 −1 4 0+2+40+6+24= 72 Det A= 72. 5 −2 −3 3 2 5 Exemplo 03) A= 4 1 3 2 3 4 Logo det A=12+12+60-32-27-10=15 Problematização Foi realizada uma pesquisa, num bairro de determinada cidade, com um grupo de 500 crianças de 3 a 12 anos de idade. Para esse grupo, em função da idade 𝑥 da criança, concluiu-se que o peso médio 𝑝(𝑥), em quilogramas, era dado pelo determinante da matriz 𝐴, onde Com base na fórmula 𝑝 𝑥 = det 𝐴, determine: a) o peso médio de uma criança de 5 anos; b) a idade mais provável de uma criança cujo peso é 30 kg. Solução: Vamos resolver esse problema usando a regra de Sarrus para calcular o determinante da matriz A. det A = 0 + 2x + 2 + 0 + 0 + 6 = 2x + 8 Como o “peso” (massa) médio, em quilogramas, é dado por p x = det A, onde x é a idade da criança: a) p 5 = 2 . 5 + 8 = 18 kg b) p x = 30 , então: 2x + 8 = 30 ⇒ 2x = 30 − 22 8⇒ x= ⇒ x = 11 anos 2 Propriedades de determinantes 1º Propriedade Se todos os elementos de uma linha ou coluna de uma matriz quadrada forem nulos, o seu determinante é zero. 2º Propriedade Se duas linhas ou duas coluna de uma matriz quadrada forem iguais ou proporcionais, seu determinante é nulo. 3º Propriedade Se uma linha ou coluna de uma matriz quadrada for combinação linear de outras linhas ou colunas, seu determinante é nulo. 4º Propriedade O determinante de uma matriz quadrada A é igual ao determinante de sua transposta 𝐴𝑡 . 5º Propriedade Se trocarmos de posição entre si duas linhas ou duas colunas de uma matriz quadrada, o determinante da nova matriz é oposto do determinante da primeira matriz.