Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Documentos relacionados
Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Determinantes. ALGA 2008/2009 Mest. Int. Eng. Electrotécnica Determinantes 1 / 17

Determinantes. Vamos associar a cada matriz quadrada A um número a que chamaremos determinante. a11 a Uma matriz de ordem 2, A =

Matrizes e Sistemas Lineares. Professor: Juliano de Bem Francisco. Departamento de Matemática Universidade Federal de Santa Catarina.

a 21 a a 2n... a n1 a n2... a nn

Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Álgebra Linear Computacional

Prof a Dr a Ana Paula Marins Chiaradia MATRIZ INVERSA. Menores: O menor de um elemento a ij de uma matriz A de ordem n é definido como sendo o

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE VISEU

Definição de determinantes de primeira e segunda ordens. Seja A uma matriz quadrada. Representa-se o determinante de A por det(a) ou A.

Capítulo 2 - Determinantes

3 Determinantes. 2 Definição Número de trocas de ordem de um termo de uma matriz. 3 Definição Determinante de uma Matriz ( ( ))

Geometria anaĺıtica e álgebra linear

MATEMÁTICA MÓDULO 11 DETERMINANTES. Professor Matheus Secco

Determinantes. ALGA 2007/2008 Mest. Int. Eng. Electrotécnica Determinantes 1 / 17

Determinantes. Juliana Pimentel. juliana.pimentel. Sala Bloco A, Torre 2

ÁLGEBRA LINEAR I - MAT0032

Álgebra Linear e Geometria Anaĺıtica

Recados. Listas 1 e 2 - disponíveis no site. Procurar Monitoria GAAL 2013/1 UFMG no Facebook. Primeira Prova: sábado, 06 de abril

ÁLGEBRA LINEAR - MAT0024

Introdução ao determinante

Determinantes. Matemática Prof. Mauricio José

3. Calcule o determinante das matrizes abaixo.

Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Unidade III- Determinantes

Matrizes. Sumário. 1 pré-requisitos. 2 Tipos de matrizes. Sadao Massago a pré-requisitos 1. 2 Tipos de matrizes.

Neste módulo, não daremos a definição padrão de determinantes via somatório envolvendo sinais de permutações, pois não há necessidade de entrarmos em

Álgebra Linear. Aula 02

Álgebra Linear. Giuliano Boava

Márcio Antônio de Andrade Bortoloti

MATEMÁTICA II. Aula 12. 3º Bimestre. Determinantes Professor Luciano Nóbrega

ALGA - Eng.Civil - ISE / Matrizes 1. Matrizes

determinantes rita simões departamento de matemática - ua

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA Centro de Ciências Exatas Departamento de Matemática

Departamento de Matemática da Universidade de Coimbra Álgebra Linear e Geometria Analítica Engenharia Civil Ano lectivo 2005/2006 Folha 1.

ALGA - Eng.Civil e Eng. Topográ ca - ISE /

Matrizes. matriz de 2 linhas e 2 colunas. matriz de 3 linhas e 3 colunas. matriz de 3 linhas e 1 coluna. matriz de 1 linha e 4 colunas.

Álgebra Linear. Professor Alessandro Monteiro. 1º Sábado - Matrizes - 11/03/2017

Apostila: Matrizes e Determinantes

Álgebra Linear. Professor Fabrício Oliveira. 25 de agosto de Universidade Federal Rural do Semiárido

Hewlett-Packard DETERMINANTE. Aulas 01 a 04. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz

ÁLGEBRA LINEAR AULA 4

1 Determinante. det(a) = ρ. ( 1) J a 1j1 a 2j2... a njn. Exemplo 1.6. Determinante de 3a. ordem: a 11 a 12 a 13. a 21 a 22 a 23.

1 Matrizes e Determinantes

2. Calcule o determinante das matrizes 3x3 abaixo Calcule o determinante das matrizes abaixo. 2 =1 ( 1) 3 3=

Notas de Aulas de Matrizes, Determinantes e Sistemas Lineares

Exercícios de Álgebra Linear

n. 4 DETERMINANTES: SARRUS E LAPLACE

Álgebra Linear - Exercícios (Determinantes)

Hewlett-Packard DETERMINANTE. Aulas 01 a 05. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz

Seqüências. George Darmiton da Cunha Cavalcanti CIn - UFPE

Hewlett-Packard DETERMINANTE. Aulas 01 a 05. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz

Álgebra Linear - 1 a lista de exercícios Prof. - Juliana Coelho

Ficha de Exercícios nº 2

FUNDAMENTOS DA MATEMÁTICA

Exercícios de Aprofundamento Mat Polinômios e Matrizes

Exercícios. setor Aula 39 DETERMINANTES (DE ORDENS 1, 2 E 3) = Resposta: 6. = sen 2 x + cos 2 x Resposta: 1

CEM Centro De Estudos Matemáticos

Determinantes e Matrizes Inversas

Inversão de Matrizes

Determinantes. Prof. Márcio Nascimento

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA: ÁLGEBRA LINEAR PROF.: MARCELO SILVA.

Álgebra Linear I - Aula 20

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE. Aula 03 Inversão de matrizes

Semana 7 Resolução de Sistemas Lineares

Aula 8 Variações da Eliminação de Gauss/Fatoração LU.

I Lista de Álgebra Linear /02 Matrizes-Determinantes e Sistemas Prof. Iva Zuchi Siple

Matriz, Sistema Linear e Determinante

(1, 6) é também uma solução da equação, pois = 15, isto é, 15 = 15. ( 23,

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PÓS-GRADUAÇÃO EM MATEMÁTICA MESTRADO PROFISSIONAL EM MATEMÁTICA PROFMAT CARLOS DANÍSIO MACEDO SILVA

2. Calcule o determinante das seguintes matrizes usando o teorema de Laplace. ab (a) (b) (c) 2 5. (e) 0 a b a 0 c b c 0. (h)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM MATEMÁTICA EM REDE NACIONAL

Introdução à Álgebra Linear - 1a lista de exercícios Prof. - Juliana Coelho

SME0812 Modelos Lineares. Álgebra Matricial. 17 de março de / 1

Dou Mó Valor aos Autovalores

Linhas 1 2 Colunas 1 2. (*) Linhas 1 2 (**) Colunas 2 1.

Fórmulas do Traço e o Cálculo de Matrizes Inversas

Determinantes. Prof. Márcio Nascimento

Determinante de uma matriz quadrada

Raiz Quadrada de Matrizes de Ordem 2x2

Álgebra Linear. Professor Alessandro Monteiro. 1º Sábado - Matrizes - 11/03/2017

Parte 1 - Matrizes e Sistemas Lineares

MAP2110 Modelagem e Matemática 1 o Semestre de 2004

Fundamentos de Matemática Curso: Informática Biomédica

ALGEBRA LINEAR 1 RESUMO E EXERCÍCIOS* P1

Resolução de Sistemas Lineares. Ana Paula

MATRIZES E DETERMINANTES

Lista de exercícios 5 Determinantes

Laboratório de Simulação Matemática. Parte 6 2

PERMUTAÇÃO, ARRANJO E COMBINAÇÃO Monitora Juliana

Álgebra Linear I - Aula 14. Roteiro

Teoria Básica e o Método Simplex. Prof. Ricardo Santos

Teoria dos Grupos. 3) O requisito da associatividade é satisfeito. A(BC) = (AB)C.

Hewlett-Packard DETERMINANTE. Aulas 01 a 05. Elson Rodrigues, Gabriel Carvalho e Paulo Luiz

CÁLCULO DE MATRIZ PARA ELEMENTOS FINITOS

Determinantes. 23 de março de 2015

Sistema de equações lineares

Transcrição:

Álgebra Linear AL Luiza Amalia Pinto Cantão Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP luiza@sorocaba.unesp.br Determinantes 1 Permutação e Inversão 2 Determinantes de matriz de ordem n 3 Propriedades dos determinantes 4 Expansão em co-fatores: desenvolvimento de Laplace

Permutação Definição: Seja S = 1, 2,..., n o conjunto de números inteiros de 1 a n, arranjados em ordem crescente. Uma reordenação j 1 j 2... j n dos elementos de S é uma permutação de S. Por exemplo, S = 1, 2, 3, 4, então 4132 é uma permutação de S. Podemos colocar qualquer um dos n elementos na 1 a posição, qualquer um dos outros n 1 elementos na 2 a posição, e assim por diante até n-ésima posição poder ser preenchida apenas pelo último elemento remanescente. Assim, há permutações de S. n(n 1)(n 2) 2 1 Notação de Fatorial: Lê-se fatorial de n a expressão acima e representamos por: n! = n(n 1)(n 2) 2 1

Inversão Definição: Uma permutação j 1 j 2... j n tem uma inversão se um inteiro j r precede outro inteiro menor j s. Exemplo: Considere a tabela abaixo: Permutações Número de Classificação Inversões (1 2 3) 0 Par (1 3 2) 1 Ímpar (2 1 3) 1 Ímpar (2 3 1) 2 Par (3 1 2) 2 Par (3 2 1) 3 Ímpar

Determinantes Definição: Seja A = [a ij ] uma matriz n n. Definimos o determinante de A (det(a) ou A ) por: det(a) = A = (±)a 1 j1 a 2 j2 a n jn onde o somatório varia por todas as permutações j 1 j 2... j n do conjunto S = {1, 2,..., n}. O sinal é positivo (+) ou negativo ( ) conforme a permutação j 1 j 2... j n seja par ou ímpar, respectivamente. [ ] a11 a Exemplo (1) Se A = 12, para obter o det(a), escrevemos a 21 a 22 os termos a seguir a 1 a 2 e a 1 a 2 e preenchemos os vazios com todos os elementos possíveis de S 2 ; os índices tornam-se 12 e 21. Como 12 é uma permutação par, o termo a 11 a 22 tem um sinal + associado; e como 21 é uma permutação ímpar, o termo a 12 a 21 tem um sinal negativo associado. Logo: det(a) = a 11 a 12 = a11 a a 21 a 22 a 12 a 21 22

Exemplo (2) Se A = Determinantes: Continuação (1) a 21 a 12 a 22 a 13 a 23 a 31 a 32 a 33, então: det(a) = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33 a 13 a 22 a 31 Verifique!!!! Exemplo (3) Calcule det(a), para A = 1 2 3 2 1 3 3 1 2. (Flechas)

Propriedades do Determinantes (1) Teorema (1) Os determinantes de uma matriz e de sua transposta são iguais, isto é, det(a) = det(a T ). Exemplo (4) Sejam A = a 21 a 12 a 22 a 13 a 23 a 31 a 32 a 33 e A T = a 12 a 21 a 22 a 31 a 32 a 13 a 23 a 33 det(a) = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33 a 13 a 22 a 31 det(a T ) = a 11 a 22 a 33 + a 13 a 21 a 32 + a 12 a 23 a 31 a 11 a 23 a 32 a 13 a 22 a 31 a 12 a 21 a 33 :

Propriedades do Determinantes (2) Teorema (2) Se a matriz B é obtida da matriz A trocando-se de posição duas linhas (colunas) de A, então det(b) = det(a). Exemplo (5) Sejam A = a 21 a 12 a 22 a 13 a 23 a 31 a 32 a 33 e B = a 13 a 21 a 23 a 31 a 33 a 12 a 22 a 32 det(a) = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33 a 13 a 22 a 31 det(b) = a 11 a 23 a 32 + a 12 a 21 a 33 + a 13 a 22 a 31 a 13 a 21 a 32 a 11 a 22 a 33 a 12 a 23 a 31 :

Propriedades do Determinantes (3) Teorema (3) Se duas linhas (colunas) de A são iguais, então det(a) = 0. Exemplo (6) Seja A = a 11 a 12 a 12 a 13 a 13 a 31 a 32 a 33 det(a) = a 11 a 12 a 33 + a 12 a 13 a 31 + a 11 a 13 a 32 a 11 a 12 a 33 a 12 a 13 a 31 a 11 a 13 a 32 = 0 :

Propriedades do Determinantes (4) Teorema (4) Se uma linha (coluna) de A é nula, então det(a) = 0. Exemplo (7) Seja A = a 21 a 12 a 22 a 13 a 23 0 0 0 : det(a) = a 11 a 12 0 + a 12 a 13 0 + a 21 a 13 0 a 13 a 22 0 a 12 a 21 0 a 11 a 23 0 = 0

Propriedades do Determinantes (5) Teomera (5) Se B é obtida de A pela multiplicação de uma linha (coluna) de A por um número real k, então det(b) = k det(a). Exemplo (8) Seja B = k a 12 a 21 k a 22 a 31 k a 32 a 13 a 23 a 33 : det(b) = a 11 ka 22 a 33 + a 12 ka 23 a 31 + a 13 ka 21 a 32 a 11 ka 23 a 32 a 12 ka 21 a 33 a 13 ka 22 a 31 = k (a 11 a 22 a 33 ) + k (a 12 a 23 a 31 ) + k (a 13 a 21 a 32 ) k (a 11 a 23 a 32 ) k (a 12 a 21 a 33 ) k (a 13 a 22 a 31 ) = k det(a)

Propriedades do Determinantes (6) Teorema (6) Se B é obtida de A pela adição a cada elemento da r-ésima linha (coluna) de A de uma constante k vezes o elemento correspondente da s-ésima linha (coluna) r s de A, então det(a) = det(b). Exemplo (9) Seja B = a 11 a 21 a 31 a 21 + ka 11 a 22 + ka 12 a 23 + ka 13 a 13 a 23 a 33 : det(b) = + a 11 (a 22 + ka 12 ) a 33 + a 12 (a 23 + ka 13 ) a 31 + a 13 (a 21 + ka 11 ) a 32 a 11 (a 23 + ka 13 ) a 32 a 12 (a 21 + ka 11 ) a 33 a 13 (a 22 + ka 12 ) a 31 det(b) = + a 11 a 22 a 33 + k a 11 a 12 a 33 + a 12 a 23 a 31 + k a 12 a 13 a 31 + a 13 a 21 a 32 + k a 13 a 11 a 32 a 11 a 23 a 32 k a 11 a 13 a 32 a 12 a 21 a 33 k a 12 a 11 a 33 a 13 a 22 a 31 k a 13 a 12 a 31 det(b) = det(a)

Propriedades do Determinantes (7) Teorema (7) Se uma matriz A é triangular superior (inferior) então det(a) = a 11 a 22... a nn isto é, o determinante de uma matriz triangular é igual ao produto dos elementos da diagonal principal. Exemplo (10) Sejam A = a 11 a 12 a 13 0 a 22 a 23 e B = b 11 0 0 b 21 b 22 0 : 0 0 a 33 b 31 b 32 b 33 Verifiquem!!!! det(a) = a 11 a 22 a 33 det(b) = b 11 b 22 b 33 Corolário (1) O determinante de uma matriz diagonal é igual ao produto dos elementos de sua diagonal principal.

Propriedades do Determinantes (8) Teorema (8) O determinante de um produto de duas matrizes é igual ao produto de seus determinantes; isto é: Exemplo (11) Sejam A = [ ] 4 3 (verifiquem!): 10 5 det(ab) = det(a) det(b) Atenção: det(ab) det(ba)! [ 1 2 3 4 det(a) = 2 det(b) = 5 ], B = [ 2 1 1 2 det(ab) = ( 2) (5) = 10 det(c) = 10 ] e C = A B = Corolário (2) Se A é invertível, então det(a) 0 e det(a 1 ) = 1. (Resultado para o futuro próximo :-) det(a)

Expansão em co-fatores: desenvolvimento de Laplace Definição: Seja A uma matriz n n. Seja M uma submatriz (n n) (n n) de A obtida pela eliminação da i-ésima linha e da j-ésima coluna de A. O determinante det(m ij ) é chamado de determinante menor de a ij. O co-fator A ij de a ij é definido como: A ij = ( 1) i+j det(m ij ) Exemplo (12) Seja A = 3 1 2 4 5 6. Então: 7 1 2 det (M 12 ) = 4 6 7 2 = 8 42 = 34 Assim: A 12 = ( 1) 1+2 det (M 12 ) = ( 1)( 34)

Expansão em co-fatores: desenvolvimento de Laplace Cont. (2) Teorema (9): Seja A uma matriz n n. Então para cada 1 i n: det(a) = a i1 A i1 + a i2 A i2 + + a in A in (expansão de det(a) em relação a i-ésima linha); e para cada 1 j n det(a) = a 1j A 1j + a 2j A 2j + + a nj A nj (expansão de det(a) em relação a j-ésima coluna);

Expansão em co-fatores: desenvolvimento de Laplace Cont. (3) Demonstração: Seja A = a 21 a 12 a 22 a 13 a 23 a 31 a 32 a 33 : Sendo: det(a) = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33 a 13 a 22 a 31 = a 11 (a 22 a 33 a 23 a 32 ) + a 12 (a 23 a 31 a 21 a 33 ) + a 13 (a 21 a 32 a 22 a 31 ) A 11 = ( 1) 1+1 a 22 a 23 a 32 a 33 = (a22 a 33 a 23 a 32 ) A 12 = ( 1) 1+2 a 21 a 23 a 31 a 33 = (a23 a 31 a 21 a 33 ) A 13 = ( 1) 1+3 a 21 a 22 a 31 a 32 = (a21 a 32 a 22 a 31 ) Logo, det(a) = a 11 A 11 + a 12 A 12 + a 13 A 13 (expansão de det(a) em relação a 1 a linha):

Expansão em co-fatores: desenvolvimento de Laplace Cont. (4) Exemplo (13): Seja A =. Calcule o seu determinante usando co-fatores. 1 2 3 4 4 2 1 3 3 0 0 3 2 0 2 3