Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas 29 MATRIZES As matrizes aparecem em várias linguagens de programação, e principalmente na armazenagem de dados (textos,números ou mesmo datas). Quando utilizada na programação , devemos colocar , no início do programa,a quantidade de elementos que a matriz poderá conter, ou então a quantidade de linhas e de colunas que ela terá.Essa representação deve aparecer entre parênteses, para que o computador reserve na sua memória espaços para todos os elementos que vão ser criados.Em matemática utilizamos letras maiúsculas para nomear as matrizes,quando utilizadas em programação é comum utilizarmos o nome da conta que está ligada ao contexto. Definição Matriz m×n é uma tabela de elementos dispostos em m linhas e n colunas e colocados entre parênteses ou colchetes. Exemplo: 2 3 A = 1 5 está é uma matriz 3×2, ou seja , tem 3 linhas e 2 colunas. 7 − 1 3× 2 1 3 5 7 M = matriz 2×4 2 4 6 8 2×4 Representação de uma matriz A matriz A tem os seus elementos representados por aij ,onde o i representa a posição do elemento na linha e o j representa a posição do elemento na coluna. Observe a matriz genérica abaixo: a11 a12 a21 a22 a a32 31 A . . . . . . am1 am 2 a13 a23 a33 . . . am 3 ... a1n ... a2 n ... a3n . . . . . . ... amn m×n Perceba que na matriz acima , como não sabemos o número de colunas ,representamos a última coluna por n e o mesmo acontece com o número de linhas que passou a ser m, fazendo com que a ordem da matriz seja m×n. Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas Matrizes especiais Matriz linha Possui uma única linha. Exemplo: A = (1 3 − 2 4 )1× 4 Matriz coluna Possui uma única coluna. Exemplo: 2 B= − 3 5 3×1 Matriz nula Essa matriz é forma somente por zeros, ou seja todos os seus elementos são nulos. Exemplos: 0 0 A= ; 0 0 2× 2 0 0 0 B= 0 0 0 2×3 Matriz quadrada Toda matriz que tem o número de linhas igual ao número de colunas recebe o nome de matriz quadrada de ordem n. As matrizes quadradas possuem duas diagonais, que recebe os nomes de diagonal principal e diagonal secundária. Exemplos: Diagonal principal ( i = j ) 3 2 A = 5 7 Diagonal secundária ( i + j = n + 1) Diagonal principal 5 2 0 B = 6 3 1 4 7 9 Diagonal secundária 30 Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas Matriz diagonal A matriz quadrada que possuem todos os seus elementos iguais a zero exceto os elementos da diagonal principal, recebe o nome de matriz diagonal. Exemplo: 1 0 0 D = 0 5 0 0 0 3 Matriz identidade É o nome dado as matrizes diagonais que possuem todos os elementos da diagonal principal iguais a 1 ( um ). Essa matriz também é conhecida como matriz unidade. Exemplo: 1 0 I 2 = 0 1 ; 1 0 0 I3 = 0 1 0 0 0 1 Exercícios 0 1 3 4 1. Dada a matriz A= − 5 − 1 0 8 3 2 −2 5 10 6 7 9 13 2 − 4 determine: 3 5 6 − 1 4 8 a)a ordem dessa matriz; b)o número de elementos dessa matriz; c)os elementos a 23 , a51 e a15; d) a seqüência dos elementos da 3ª linha; e) a seqüência dos elementos da 4ª coluna. 31 Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas 32 0 − 2 5 4 2. Dada a matriz A = 8 11 6 3 determine: 1 0 7 9 a)a soma dos elementos da 2ª coluna; b)a ordem dessa matriz; c) os elementos a21 , a12 , a24 e a42; d) a posição ( aij ) dos elementos 5,6,7 e 9. 3.Dada a matriz A de ordem 4 x 3, determine: a) que valores assume o índice i do elemento genérico aij; b)que valores assume o índice j do elemento genérico aij; c) quantos elementos tem uma linha dessa matriz; d) quantos elementos tem uma coluna dessa matriz. 4. Seja a matriz D = ( dij)mxn , determine: a)quantos elementos tem a matriz D; b) quantas colunas tem a matriz D: c) quantos elementos tem uma coluna da matriz D. 5.Dizer qual a possibilidade de ordem de uma matriz que tem o seu número de elementos igual a: a) 6 b) 7 c)12 Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas 33 6. Qual é a ordem da matriz quadrada , que tem o mesmo número de elementos que a matriz A de ordem dada abaixo: a) 2x8 b)1x25 c)1x 9 7.Escrever explicitamente as matrizes que se pedem, em cada item: a) A = (aij)2x2 b) B = (bij)4x1 c) C = (cij)3x2 8. Dada a matriz A = ( aij )3x5 , definida por aij = 3i – j, calcule: a)a23 b) a32 c)a15 9.Determine as matrizes representadas abaixo: a) A = (aij)2x2 , com aij = i – j b) B = (bij)3x3 , com bij = 2i+j c) C = (cij)4x1, com cij = 2j – i d) D = (dji)2x1 , com dji = j – i d) a51 Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas 10.Determine as matrizes descritas nos itens abaixo: i , se i = j a) A = (aij)2x2 , com aij = i + j , se i ≠j b)B = (bij)3x3 , com bij= 2i , se i > j i + j , se i = j j – i , se i < j c)C = (cij)3 , com cij = j − i d) D = (dij)2 , com dij = i – j + 1 , se i = j j – i , se i ≠j 34 Apostila de matemática aplicada – Prof.Renato A .Toledo Análise e desenvolvimento de sistemas 35 11.Dada a matriz quadrada A = (aij)4 , definida por: -1 + j , se i + j = 5 aij = 2i + 3 , se i + j < 5 i , se i + j > 5 Determine: a)a24 b) a32 12. Escreva uma lei para o elemento genérico aij da matriz A em, cada caso: 2 3 4 a) A = 3 4 5 4 5 6 1 2 3 d) A = 2 4 6 3 6 9 2 2 2 b) A = 4 4 4 6 6 6 0 - 1 - 1 e) A = 1 0 - 1 1 1 0 0 -1 - 2 c) A = 1 0 - 1 2 1 0 3 4 5 f) A = 5 6 7 7 8 9