Monday, February 15, 2021

DETERMINANTES: propriedades

Para trabalhar com matrizes quadradas, é importante conhecer as propriedades dos determinantes, porque assim o trabalho se torna mais fácil. Detenha-se na propriedade e no exemplo. As provas você vê quando tiver tempo. Ainda, note que as propriedades estão ordenadas como 1ª, 2ª, 3ª etc.. Não há qualquer sentido teórico nessa ordenação. É apenas para melhorar a diagramação.


3.1.         Propriedades


1ª propriedade

 

O sinal do determinante de uma matriz muda se você trocar duas linhas (ou duas colunas) de lugar: o determinante passa de positivo para negativo, ou de negativo para positivo.

 

Exemplo

 

É dada a matriz

  Troque de lugar a primeira com a terceira linha:

   Então:


Observação: Dada uma matriz M, se forem feitas p permutações de linhas (ou de colunas), o determinante da nova matriz será igual a +M ou –M, dependendo do número de permutações p ser par ou ímpar.

 

2ª propriedade

 

Se você multiplicar todos os elementos de uma linha (ou de uma coluna) do determinante por uma constante k, o determinante fica multiplicado por essa constante k.

 

Exemplo

 

É dada a matriz:

O determinante é:


Multiplicando a terceira linha por 4, obtemos a matriz B’:



Logo:


3ª propriedade

 

Se todos os elementos de uma linha (ou uma coluna) de uma matriz forem iguais a zero, o determinante será igual a zero.

 

Exemplo

 

Dada a matriz B, verifique que o determinante é zero.



4ª propriedade


Se duas linhas (ou duas colunas) de uma matriz são iguais, seu determinante é zero.

 

Exemplo

 

É dada uma matriz com duas linhas iguais: a primeira e terceira. Vamos verificar que o determinante é zero.


5ª propriedade

 Se duas linhas (ou duas colunas) de uma matriz são proporcionais, o determinante é nulo.

Exemplo

 

Note que a terceira coluna da mátria A dada em seguida é o triplo da primeira coluna.


                                   

Você pode reescrever A como segue:

Lembrando a 2ª propriedade e colocando 1/3 em evidência, vem:


6ª propriedade

 

Se todos os elementos abaixo (ou acima) da diagonal principal de uma matriz forem iguais a zero, o determinante será igual ao produto dos elementos da diagonal principal.

 

Exemplo

 

Dadas as matrizes A e B, verifique que ambas são iguais aos produtos das diagonais principais.


7ª propriedade

 

O determinante de uma matriz quadrada M não se altera se as linhas forem ordenadamente trocadas com as colunas ou,

O determinante de uma matriz quadrada é igual ao determinante de sua transposta.

 

Exemplo

 

Dada a matriz 


3.1.        Regra de Sarrus


A regra de Sarrus é um procedimento específico que facilita o cálculo do determinante de uma matriz 3 x 3. Seja a matriz:


Vamos reescrever o valor que achamos para o determinante, colocando os três termos com sinais positivos primeiro, depois os três termos com sinais negativos:


Observe que todas as parcelas são formadas pelo produto de três elementos. Veja como construir as parcelas com sinal positivo:

 

·         a primeira parcela com sinal positivo do determinante é dada pelo produto dos elementos da diagonal principal, indicada pela flecha na Figura 1.

·         a segunda parcela com sinal positivo do determinante é dada pelo produto dos elementos marcados em vermelho na Figura 1.

·         a terceira parcela com sinal positivo do determinante é dada pelo produto dos elementos marcados azul na Figura 1.


Veja como construir as parcelas com sinal negativo:

 

·         a primeira parcela com sinal negativo do determinante é dada pelo produto dos elementos da diagonal secundária, indicada pela flecha na Figura 2.

·         a segunda parcela com sinal negativo do determinante é dada pelo produto dos elementos marcados em vermelho na Figura 2.

·         a terceira parcela com sinal negativo do determinante é dada pelo produto dos elementos marcados azul na Figura 2.



A soma das seis parcelas – três com sinal positivo, três com sinal negativo – dá o determinante. Esta regra prática denomina-se Regra de Sarrus.

 

Exemplo

 

Calcule o determinante da matriz: 


Aplicando a Regra de Sarrus:





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