1. DEFINIÇÃO Sejam m e n dois números inteiros maiores ou iguais a 1. Denomina-se matriz do tipo m x n (lê-se n por n) o conjunto de números reais (dispostos em um quadro de m linhas e n colunas). 2. REPRESENTAÇÃO ALGÉBRICA A matriz é representada por letras maiúsculas e seus elementos por letras minúsculas. Algebricamente uma matriz A pode ser representada por: a a a .... an a * a a .... a n com m e n N A . . . . . . . . . . . . a m a m a m .... a mn ou A = (aij) m x n Sendo aij os elementos da matriz A. onde i indica a que linha o elemento pertence. j indica a que coluna o elemento pertence. m indica a quantidade de linhas. n indica a quantidade de colunas. 3. CLASSIFICAÇÃO DAS MATRIZES 3.1. Matriz Linha é a matriz que possui uma única linha Ex.: A = ( 3 2 4 )1 x 3 Prof. Ms. Wagner S. Lopes 3.2. Matriz Coluna é a matriz que possui uma única coluna. Ex.: A x 3.3. Matriz Nula é a matriz que tem somente elementos iguais a zero. E é sempre representado por 0. 4. MATRIZ QUADRADA É toda matriz em que o número de linhas é igual ao número de colunas, ou seja: m = n. Obs.: Uma matriz n x n é denominada matriz quadrada de ordem n. D. S. a Na matriz quadrada A a a a D. P. denominamos de diagonal principal a diagonal formada por todos elementos em que i é igual a j (i = j), a outra diagonal é chamada de secundária. 5. MATRIZ UNIDADE OU MATRIZ IDENTIDADE Denominamos de matriz identidade toda matriz quadrada de ordem n, em que todos os elementos da diagonal principal são iguais a 1 (um) e o restante dos elementos são todos nulos, iguais a zero. identidade de ordem 2. Ex.: I I identidade de ordem 3. 6. MATRIZ TRIANGULAR Quando os elementos acima ou abaixo da diagonal principal são todos nulos, dizemos que a matriz é triangular. Ex.: A , B 7. MATRIZ DIAGONAL É toda matriz quadrada de ordem n em que todos os elementos acima e abaixo da diagonal principal são todos nulos. Prof. Ms. Wagner S. Lopes 8. MATRIZ ESCALAR Uma matriz quadrada A = (aij) é denominada escalar se os elementos da diagonal principal são iguais entre si e os demais elementos são nulos. x Ex.: A x x 9. IGUALDADE DE MATRIZES Duas matrizes A = (aij) correspondentes iguais. e B = (bij) de mesma ordem são iguais quando tiverem todos os elementos e B Ex.: Se A x então A = B x 10. ADIÇÃO DE MATRIZ Dadas duas matrizes A e B de ordem m x n, denomina-se matriz soma de A com B a matriz C de ordem m x n cujos elementos são iguais à soma dos elementos correspondentes de A e B. e B ; temos A B Ex.: Sendo A 10.1. Propriedade 1ª) A + B = B + A (comutativa) 2ª) (A + B) + C = A + (B + C) (associativa) 3ª) A + 0 = A (elemento neutro) 4ª) A + ( - A) = 0 (elemento oposto) 11. MATRIZ OPOSTA Denomina-se matriz oposta de uma matriz A à matriz correspondentes de A. – A cujos elementos são simétricos dos elementos _ A Ex.: A 12. SUBTRAÇÃO DE MATRIZ A diferença entre duas matrizes A e B, de mesma ordem m x n é igual à matriz que se obtém somando a matriz A com a oposta de B. A – B = A + (- B) e B Ex.: Se A Prof. Ms. Wagner S. Lopes então A – B = A + (- B) 13. MULTIPLICAÇÃO DE UM NÚMERO REAL POR UMA MATRIZ Para multiplicarmos um número real por uma matriz, multiplicamos este número por cada elemento da matriz. então Ex.: Se A . . 3 A = . ( ) . 13.1. Propriedade 1ª) ( + ) A = A + A 2ª) (A + B) = A + B 3ª) ( . A) = ( . ) . A 4ª) 1 . A = A 14. MULTIPLICAÇÃO DE MATRIZES Dada uma matriz A = (aij)m x n e uma matriz B = (bjk)n x p , denomina-se produto de A por B a matriz C = (Cik)m x p tal que o elemento Cik é a soma dos produtos da i–ésima linha de A pelos elementos correspondentes da j-ésima coluna de B. Observação: Na multiplicação de duas matrizes A e B, o número de colunas de A deve ser igual ao número de linhas de B, e o produto AB tem o mesmo número de linhas de A e o mesmo número de colunas de B. Am x n . Bn x p = (A . B)m x p Ex.: Dadas as matrizes A e B x x calcule A . B A . B = Prof. Ms. Wagner S. Lopes A . B = 14.1. Propriedades 1ª) A multiplicação de matrizes não é comutativa, isto é, existem matrizes A e B tais que AB BA - Se ocorrer AB = BA, dizemos que as matrizes A e B comutam. 2ª) Na multiplicação de matrizes não vale a propriedade do cancelamento, isto é, podemos ter AB = AC, mesmo com A 0 e B C - Se A, B e C são matrizes tais que AB = AC não podemos garantir que B e C sejam iguais. 3ª) Na multiplicação de matrizes não vale a propriedade do anulamento . Se A e B são matrizes tais que AB = 0 (matriz nula), não podemos garantir que uma delas (A ou B) seja nula. 4ª) Se A é uma matriz quadrada de ordem n, então A . In = In . A = A 5ª) Se A é uma matriz de ordem m x n, com m n então A . In = I . A = A 6ª) Propriedades Associativas e distributivas valem para a multiplicação de matrizes. * A (AC) = (AB) C * (A + B) C = AC + BC * A (B + C) = AB + AC 15. MATRIZ TRANSPOSTA Dada uma matriz A de ordem m x n, denominamos de transposta de A a matriz At que se obtém trocando ordenadamente as linhas pelas colunas. Ex.: Se A = x então A = x t 15.1. Propriedades 1ª) (At)t = A 2ª) ( A)t = At 3ª) (A + B)t = At + Bt 4ª) (A B)t = Bt . At Prof. Ms. Wagner S. Lopes 16. MATRIZ SIMÉTRICA Dizemos que uma matriz A é simétrica. Se A = At 17. MATRIZ ANTI-SIMÉTRICA Dizemos que a matriz A é anti-simétrica. Se A = At. Obs.: 1) É óbvio que as matrizes simétricas e anti-simétricas são quadradas. 2) Sendo A uma matriz anti-simétrica, temos que A + At = 0 (matriz nula). 18. MATRIZ INVERSA Dada uma matriz A de ordem n denominamos de inversa de A a matriz A-1, cujo produto da matriz A pela sua inversa é igual a matriz identidade. portanto: A . A-1 = A-1 . A = I Observação: 1. Sendo A e In de ordem n, a inversa A-1 será também de ordem n. 2. Se não existir a inversa, dizemos que a matriz A não é inversível ou uma matriz singular. Ex.: Calcule a inversa da matriz A = A . A-1 = I a b . c d a c a c b d b d a c a c b d b d a c b d A Prof. Ms. Wagner S. Lopes 1. Se A x B é de ordem 2 x 4 e B x C é de ordem 3 x 5, qual é a ordem de cada uma das matrizes A . B e C? 2. Calcule a soma de todos os elementos da matriz A = (aij)3 x 2, onde i j se i j aij = i j se i j 3. Calcule a, b, c e d, de modo que: a c b a d b 4. Dados A e B , calcule X, de modo que A . X = B. e B 5. Resolva a equação matricial A X = B, dadas as matrizes A = e B calcule AB + A-1 6. Dadas as matrizes A = 7. Dada a matriz: A = x para a qual A . T = T , determine uma matriz real da forma T = x seja igual à sua inversa. 8. Determine a real de modo que a matriz A = a . 9. Seja A-1 a inversa de A = Determine: a) A + A-1 b) (A-1)2 + A2 Prof. Ms. Wagner S. Lopes seja igual a sua inversa. 10. Determine x afim de que a matriz A = x 11. Sendo A = , determine o elemento da 3ª linha e 1ª coluna de A-1. x y x é a matriz 12. A inversa de x x . Determine x e y. x e B = é uma matriz simétrica. Qual é o valor de x ? 13. O produto das matrizes A = , B = e C = . 14. Resolva a equação A . B = X . C, se A = e B 15. Usando a inversão de matrizes, resolva a equação A . X = B, se A = , obtenha a matriz A2 – 5A. 16. Se A = e B ; 17. Sabendo que A = a) verifique se A-1 = b) determine X tal que A X = B. Prof. Ms. Wagner S. Lopes x . y y x y x 1. Resolvendo a equação x respectivamente: a) 3 ; 2 b) ; c) ; d) 6 ; e) x , encontraremos para valores de x e y, ; m n , B e C , e sabendo-se que AB = C, podemos concluir que: 2. Dadas as matrizes A = a) m + n = 10 c) m . n = - 48 b) m – n = 8 d) e) mn = 144 m n . A soma dos elementos da diagonal principal da 3. Considere P a matriz inversa da matriz M, onde M = matriz P é: a) c) 4 b) d) e) x e B seja uma matriz simétrica é: 4. O valor de x para que o produto das matrizes A = a) – 1 c) 1 b) 0 d) 2 e) 3 5. Sejam A, B e C matrizes quaisquer de ordem n com elementos reais e as afirmações: I–A.B=B.A II – A + B = B + A III – A . (B + C) = A . B + A . C IV – (A . B) . C = A . (B . C) Prof. Ms. Wagner S. Lopes Então a) somente II é verdadeira b) somente II e III são verdadeiras c) somente II e IV são verdadeiras d) somente II, III e IV são verdadeiras e) todas são verdadeiras 6. Se A, B e C são matrizes do tipo 2 x 3, 3 x 1 e 1 x 4, respectivamente, então o produto A . B . C: a) é matriz do tipo 4 x 2 b) é matriz do tipo 2 x 4 c) é matriz do tipo 3 x 4 d) é matriz do tipo 4 x 3 e) não é definido. x para i j , tais que A = A-1 é: 7. O número de matrizes A = (aij)2 x 2 onde aij = y para i j a) 0 c) 2 b) 1 d) 3 e) 4 i j se i j se i j 8. Sejam as matrizes A = (aij)2 x 3, em que aij = , e B = (bij)2 x 2, em que bij = , se At i j se i j se i j é a matriz transposta de A, então a matriz-produto At B; a) não está definida c) é igual a At b) é igual a A d) é igual a B e) é igual a Bt i j se i j 9. Seja a matriz A = (aij)2 X 2 , onde aij = , se At é a matriz transposta de A, então a matriz i j se i j = A2 - At é igual a: a) c) b) d) e) 10. Sejam as matrizes A3 x 2 , B3 x 3 e C2 x 3. A alternativa em que a expressão é possível de ser determinada é: a) B2 (A + C) c) (C B) + A b) (B A) + C d) (A C) + B Prof. Ms. Wagner S. Lopes e) A (B + C) B 11. Dadas as matrizes A = inversa de A é: a) b) , a matriz X de ordem 2, tal que A + BX = A-1 , onde A-1 é a e B = e) c) d) a e Y = onde a R. Se X2 = Y, então: 12. Sejam X = a a) a = 2 c) a = b) a = - 2 d) a = - e) n.d.a. a b , onde a ( log ) ; b log ; c log e d log uma matriz identidade de 13. Seja a matriz A = c d ordem 2, é: log a) b) c) log log e) log log d) log 14. Diz-se que uma matriz quadrada é simétrica se ela for igual à sua transposta. Nessas condições, a matriz x y x y é simétrica se, e somente se: a) x = y = 2 c) x = - 2 e y = 2 b) x = y = - 2 d) x = - 1 e u = 2 Prof. Ms. Wagner S. Lopes e) x = 2 e y = - 1 15. Sabe-se que as ordens das matrizes A, B e C são, respectivamente, 3 x r; 3 x s e 2 x t. Se a matriz (A – B) . C é de ordem 3 x 4, então r + s + t é igual a: a) 6 c) 10 b) 8 d) 12 16. O valor de a tal que a) – 1 c) 2 b) 3 d) 5 e) 14 seja a matriz inversa de é: a i j se i j 17. (Unirio-RJ) Seja X = (xij) uma matriz quadrada de ordem 2, onde Xij = j se i j se i j A soma dos seus elementos é igual a: a) – 1 b) 1 c) 6 d) 7 e) 9 a 18. (UFGO) Sejam as matrizes: A = log a) a = - 3 e b) a = 3 e c) a = 3 e d) a = - 3 e e) a = - 3 e b eB= a . Para que elas sejam iguais, deve-se ter: c b=-c=4 b=c=-4 b=-c=4 b=c=-4 b = c2 = 4 x x 19. (UFRN) A solução da equação matricial é um número: x x x a) maior que – 1 b) menor que – 1 c) maior que 1 d) entre – 1 e 1 e) entre 0 e 3 20. (Santa Casa-SP) Se uma matriz quadrada A é tal que At = - A, ela é chamada matriz anti-simétrica. Sabe-se que M é anti-simétrica e: a a c M= a b c a a c Os termos a12, a13 e a23 de M valem respectivamente: a) – 4 , - 2 e 4 b) 4 , 2 e – 4 Prof. Ms. Wagner S. lopes c) 4 , - 2 e – 4 d) 2, - 4 e 2 e) n.d.a. x y 21. (FGV-SP) Dadas as matrizes A = z w então: x B = w e C = z w x y e sendo 3A = B + C, a) x + y + z + w = 11 b) x + y + z + w = 10 c) x + y – z – w = 0 d) x + y – z – w = - 1 e) x + y + z + w > 11 x 22. (Osec-SP) Em x x y y , x e y valem respectivamente: y x y a) – 4 e – 1 b) – 4 e 1 c) – 4 e 0 d) 1 e – 1 e) 1 e 0 , 23. (PUC-SP) Se A = X A B X C , é igual a: a) 28 1 24 3 b) 28 1 23 3 c) 28 1 25 3 d) 28 1 22 3 24. (FGV-SP) Considere as matrizes A= e B = Prof. Ms. Wagner S. Lopes e C = , então a matriz X, de ordem 2, tal que B = A soma dos elementos da primeira linha de A . B é: a) 20 b) 21 c) 22 d) 23 e) 24 e B = , então a matriz X, de ordem 2, tal que A . X = B, é: 25. (PUC-SP) Se A = a) b) c) 1 0 1 d) 0 5 e) Prof. Ms. Wagner S. Lopes 17. a) SIM 1. A2 x 3 B3 x 4 e C4 x 5 , c=2 2. 27 3. a = - 3 , b=5 4. X = 2. c 9. a) e 8. c 9. e 10. d 11. a 13. c 15. b 16. e 12. X = 7 y=1 x=1 14. X = 17. d 18. d 13. 15. X = 12. b 14. c 10. X = - 1 16. 7. b) 11. 4. c 6. b T= a=-1 3. c 5. d 6. 8. d=-3 1. e 5. X = 7. e Prof. Ms. Wagner S. Lopes 19. b 20. b 21. b 22. d 23. b 24. e 25. a b)