DETERMINANTES DETERMINANTES Determinante é um número real associado a uma matriz quadrada. Notação: det A ou |A|. Determinante de uma Matriz Quadrada de 1ª Ordem: Seja a matriz A = (a11). O determinante de A será o próprio elemento a11. Exemplo: A = ( 3 ) , logo | A | = 3 Determinante de uma Matriz Quadrada de 2ª Ordem: Seja a matriz de 2ª ordem: |A| = a11 a12 a21 a22 O determinante associado à matriz A é o número real obtido pela diferença entre o produto dos elementos da diagonal principal e o produto dos elementos da diagonal secundária. a11 a12 a21 a22 = a11 · a22 – a12 · a21 Exemplo: 7 2 A 3 5 det A = 7 ·5 – 2 ·3 = 29 Determinante de uma Matriz Quadrada de 3ª Ordem: Neste caso utilizamos um processo prático chamado Regra de Sarrus. Seja A uma matriz quadrada de ordem 3: a11 A a 21 a 31 a12 a 22 a 32 a13 a 23 a 33 1º) Repetimos a 1ª e a 2ª colunas à direita da matriz. 2º) Multiplicando os termos entre si, seguindo os traços em diagonal e associando o sinal indicado dos produtos, temos: Determinante de uma Matriz Quadrada de ordem n 2 : Sendo uma matriz quadrada de ordem n 2, dizemos que o cofator de é o produto de A determinante (ai j ) pelo da matriz que se obtém de A, com a supressão da linha i e da coluna j. (ai j ) (1) i j Teorema de Laplace O determinante de matriz quadrada de ordem n 2 é igual à soma dos produtos dos elementos de uma fila (linha ou coluna) qualquer pelos respectivos cofatores. Dessa forma, para calcularmos o determinante usando a regra de Laplace, escolhemos uma linha ou coluna e o determinante será a soma do produto dos elementos desta linha ou coluna pelos respectivos cofatores. 2 1 3 Exemplo: Calcule o determinante da matriz A 0 1 4 usando o teorema de Laplace. 5 2 1 Solução: Primeiro devemos escolher uma linha, por exemplo, a 1ª : det A = a11 A11 + a12 A12 + a13 A13 1+1 det A = 2 . ( -1) 1 4 0 4 0 1 1+2 1+3 . + (-1) . ( -1) . + 3 . ( -1) . 2 1 5 1 5 -2 det A = 2 . 1. (1+8) + (-1).(-1).(0-20) + 3 . 1 . ( 0 –5) det A = 18 – 20 – 15 det A = - 17 , Propriedades dos determinantes 1. Um determinante será nulo quando possuir uma fila formada só por zeros ou duas filas paralelas iguais ou proporcionais det A = 0 3 1 det A = 3 1 0 =(0) (5) – (0) (3) = 0 – 0 = 0 5 3 5 0 –5 3 5 det A = ( 0 + 45 – 15 ) ( –0 + 45 – 15 ) det A = 0 2. Se trocarmos entre si a posição de duas filas paralelas, o determinante mudará o sinal. 1 det A = 3 2 3 5 0 –5 1 2 det A = ( 0 + 15 – 30 ) ( –0 – 5 + 18 ) det A = (– 15 ) ( –13 ) det A = –28 2 det A = 3 1 1 2 0 –5 = ( 0 + 18 – 5 ) ( – 0 – 30 + 15 ) 3 5 ( 13 )– ( –15 ) det A = 28 3. Se multiplicarmos uma das filas de uma matriz quadrada por um número k, o seu determinante ficará multiplicado por k. 2 3 4 = (10) – (12) = –2 5 6 det B = 3 12 = (30) – (36) = –6 5 det A = k=3 det B = kdet A det B = 3(–2) = –6 4. Da propriedade 3, decorre que: det ( kAn ) = kndet An. 2 A2 = 3 4 5 3A2 = 6 9 12 15 k=3 6 det ( 3A2) = 9 12 = (90) – (108) = –18 15 det ( 3A2 ) = 32det A2 = 9(–2) = –18 Matriz Transposta de A 5. det A = det AT 1 det A = 3 2 3 5 0 –5 1 2 det A = ( 0 + 15 – 30 ) ( –0 – 5 + 18 ) det A = (– 15 ) ( –13 ) det A = –28 1 det AT = 3 5 3 0 –5 2 1 2 det AT = ( 0 – 30 + 15 ) ( –0 – 5 + 18 ) det AT = (– 15 ) ( –13 ) det AT = –28 6. det ( A B ) = det A det B A= 2 3 AB= 4 5 2 3 3 1 ; B= 4 5 3 1 10 2 10 = 2 10 14 det ( A B ) = 400 – 392 = 8 det A det B = (–2) (–4) = 8 28 40 Matriz Identidade de Ordem n 7. det In = 1 1 det I3 = 0 0 0 1 0 0 0 1 det I3 = 1 8. O determinante de matrizes triangulares e de matrizes diagonais se resume ao produto dos elementos da diagonal principal. 5 det A = 0 0 3 –2 2 1 0 3 det A = 5 (–2) 3 = –30 Cálculo do determinante através da triangulação de uma matriz Propriedade 8: O determinante de matrizes triangulares e de matrizes diagonais se resume ao produto dos elementos da diagonal principal. Propriedade 9: Teorema de Jacobi Seja A uma matriz quadrada, se multiplicarmos todos os elementos de uma fila (linha ou coluna) por um mesmo número, e somarmos os resultados dos elementos aos seus correspondentes de outra fila (linha ou coluna), obteremos outra matriz B. Entretanto, podemos afirmar que o det A = det B. Isto é, o determinante não se altera. Matriz inversa Seja A uma matriz quadrada de ordem n. Essa matriz possuirá inversa (A–1) se, e somente se, seu determinante for diferente de zero. A–1 A = A A–1 = I det A 0. Observações: 1. det A–1 = 1 , det A 0 det A 2. Se A possuir inversa, essa será única.