Determinantes. Definiciones básicas sobre determinantes. José de Jesús Angel Angel.

Documentos relacionados
Matrices 3. Matrices. Verónica Briceño V. agosto 2012

Matrices y determinantes

Algebra Lineal * Working draft: México, D.F., a 17 de noviembre de 2010.

Propiedades de los Determinantes

Matrices: repaso. Denotaremos con M m n el conjunto de matrices de tamaño m n, o sea, de m filas y n columnas. Una matriz A M m n es de la forma A =

Capítulo 1 DETERMINANTES

3. ÁLGEBRA LINEAL // 3.1. SISTEMAS DE

Es decir, det A = producto de diagonal principal producto de diagonal secundaria. Determinante de una matriz cuadrada de orden 3

Matriz sobre K = R o C de dimensión m n

Menor, cofactor y comatriz

Una forma fácil de recordar esta suma (regla de Sarrus): Primero vamos a estudiar algunas propiedades de los determinantes.

Matemáticas 2.º Bachillerato. Matemáticas 2.º Bachillerato. Matemáticas 2.º Bachillerato. Ejemplo:

Procedimiento para encontrar la inversa de una matriz cuadrada (Método de Gauss-Jordan).

TEST DE DETERMINANTES

Matrices, determinantes y sistemas de ecuaciones lineales

MATRICES. Se simboliza tal matriz por y se le llamará una matriz x o matriz de orden x (que se lee por ).

Matrices, Determinantes y Sistemas Lineales.

Tema 1: Matrices. Sistemas de ecuaciones. Determinantes

Conjuntos y matrices. Sistemas de ecuaciones lineales

RESUMEN DEL TEMA 7 VALORES Y VECTORES PROPIOS

Matrices. Definiciones básicas de matrices. José de Jesús Angel Angel.

1 0 4/ 5 13/

MENORES, COFACTORES Y DETERMINANTES

4.1. Determinante de una matriz cuadrada de orden 2. , entonces el determinante de A es a 21 a 22 a 11 a 12 = a 11a 22 a 12 a 21

DOCENTE: JESÚS E. BARRIOS P.

Algebra Lineal XXVI: La Regla de Cramer.

Algunos Tipos de matrices. Matrices. Algunos Tipos de matrices. Algunos Tipos de matrices

MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS C.C. SOCIALES

Se llama adjunto de un elemento de una matriz A, al número resultante de multiplicar por el determinante de la matriz complementaria

Espacios Vectoriales

MATEMÁTICAS 2º BACH TECNOL. MATRICES. Profesor: Fernando Ureña Portero MATRICES

Sistemas de Ecuaciones Lineales y Matrices

Clase 8 Matrices Álgebra Lineal

3. Determinantes. Propiedades. Depto. de Álgebra, curso

Instituto Tecnológico Autónomo de México. 1. At =..

INVERSA DE UNA MATRIZ

Dos matrices son iguales cuando tienen la misma dimensión y los elementos que ocupan el mismo lugar en ambas son iguales

Tema 5: Sistemas de ecuaciones lineales.

Determinante de una matriz

EJERCICIOS DETERMINANTES. 1º/ Calcula el siguiente determinante:

Tema 1: Matrices y Determinantes

Vectores y Matrices. Tema 3: Repaso de Álgebra Lineal Parte I. Contenidos

Matrices. José Vicente Romero Bauset. ETSIT-curso 2009/2010. José Vicente Romero Bauset Tema 1.- Matrices. 1

Sistema de ecuaciones algebraicas

1.1 De niciones basicas

Matrices y determinantes. Sistemas de ecuaciones lineales

Lo rojo sería la diagonal principal.

Para resolver un sistema lineal estan permitidas tres operaciones en las ecuaciones.

APÉNDICE A. Algebra matricial

CURSO BÁSICO DE MATEMÁTICAS PARA ESTUDIANTES DE ECONÓMICAS Y EMPRESARIALES

RESOLUCIÓN DE SISTEMAS MEDIANTE DETERMINANTES

1.- ECUACIONES LINEALES CON 2 Y 3 INCÓGNITAS ACTIVIDADES PROPUESTAS PARA EL ALUMNO. Infinitas soluciones) Infinitas soluciones)

Determinantes. Concepto de determinante A cada matriz cuadrada A se le asigna un número denominado determinante de A, denotado por A o por det (A).

DEFINICIONES TIPOS DE MATRICES DETERMINANTES Y PROPIEDADES OPERACIONES MATRICIALES INVERSA DE UNA MATRIZ SISTEMAS DE ECUACIONES

Estos apuntes se han sacado de la página de internet de vitutor con pequeñas modificaciones.

Dada la proporción =, calcula el producto de extremos menos el producto de medios. 4. Halla los determinantes de las siguientes matrices: Solución:

3a b 6a + 2b = 5. Calcula el valor de 3c d 6c + 2d. a + 2b a a + b a + b a + 2b a a a + b a + 2b. = 9b 2 (a + b)

Determinantes. Profesores Omar Darío Saldarriaga Ortíz. Hernán Giraldo

Tema 3: Espacios vectoriales

TEMA 7: MATRICES. OPERACIONES.

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ciencias. Física Computacional CC063. Algebra Lineal. Prof: J. Solano 2012-I

ACTIVIDADES SELECTIVIDAD MATRICES

de la forma ), i =1,..., m, j =1,..., n, o simplemente por (a i j ).

SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES Y MATRICES

El determinante de una matriz se escribe como. Para una matriz, el valor se calcula como:

Sistemas de Ecuaciones Lineales

Ecuaciones matriciales AX = B y XA = B. Cálculo de la matriz inversa

Capitulo 6. Matrices y determinantes

A cada matriz n-cuadrada A = (ai j ) se le asigna un escalar particular denominado determinante de A, denotado por det (A), A o

1. Matrices. Operaciones con matrices

TEMA 1. MATRICES, DETERMINANTES Y APLICACIÓN DE LOS DETERMINANTES. CONCEPTO DE MATRIZ. LA MATRIZ COMO EXPRESIÓN DE TABLAS Y GRAFOS.

Matrices, determinantes, sistemas de ecuaciones lineales.

a) La adición y la multiplicación de matries cuadradas del mismo orden, están bien definidas.

ALN. Repaso matrices. In. Co. Facultad de Ingeniería Universidad de la República

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR MA1116 abril-julio de 2009 Departamento de Matemáticas Puras y Aplicadas. Ejercicios sugeridos para :

RESOLUCIÓN DE SISTEMAS MEDIANTE DETERMINANTES

Definición Dados dos números naturales m y n, una matriz de orden o dimensión m n es una tabla numérica rectangular con m filas y n columnas.

Una matriz es un arreglo rectangular de elementos. Por ejemplo:

MATRICES. Una matriz es un conjunto de números o expresiones dispuestos en forma rectangular, formando filas y columnas.

Sistemas de Ecuaciones Lineales. Solución de Sistemas de Ecuaciones Lineales. José de Jesús Angel Angel.

ÁLGEBRA LINEAL I Algunas soluciones a la Práctica 3

2 - Matrices y Determinantes

DETERMINANTES Profesor: Fernando Ureña Portero

PROBLEMAS RESUELTOS ÁLGEBRA LINEAL Operaciones con Matrices y Determinantes

Determinantes. Determinante de orden uno. a 11 = a 11 5 = 5

Resumen 3: Matrices, determinantes y sistemas de ecuaciones

Matemáticas. D e t e r m i n a n t e s

UNIDAD I: SISTEMAS DE DOS ECUACIONES CON DOS INCÓGNITAS

Determinantes. Primera definición. Consecuencias inmediatas de la definición

VALORES Y VECTORES PROPIOS

TEMA V. Pues bien, a estas caracterizaciones de los sistemas de ecuaciones lineales se las llamó matrices. En el caso del sistema considerado tenemos:

Solución de sistemas lineales

MÉTODO DE VARIACIÓN DE PARÁMETROS

MATRICES, DETERMINANTES Y SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES

Sistema de Ecuaciones Lineales Matrices y Determinantes (3ª Parte)

Sistemas de Ecuaciones. Lineales II

Tema I. Matrices y determinantes

Dr. Horacio Martínez Alfaro Centro de Sistemas Inteligentes

Matrices. Observación: Es usual designar una matriz por letras mayúsculas: A, B, C,... 3 B =

RESOLUCIÓN DE SISTEMAS MEDIANTE DETERMINANTES

Transcripción:

Determinantes Definiciones básicas sobre determinantes wwwmathcommx José de Jesús Angel Angel jjaa@mathcommx MathCon c 2007-2008

Contenido 1 Determinantes 2 11 Propiedades de determinantes 4 2 Inversa por determinantes 7 3 Regla de Cramer 10

1 Determinantes El determinante de una matriz A, es una función del conjunto de matrices cuadradas M n a los reales, Det(A : M n R Se puede escribir como Det(A o como A Definimos primero los determinantes para matrices de orden 2 ( a11 a Definición 1 Sea A = 12 a 21 a 22, entonces su determinate es det(a = A = a 11 a 22 a 12 a 21 Ejercicios:

1 Determinantes 3 ( 1 2 1 Sea A = 3 4 ( 1 1 2 Sea A = 2 1 ( 5 3 3 Sea A = 2 2 ( 1 1 4 Sea A = 2 2 ( a b 5 Sea A = ra rb, entonces A = 4 6 = 2, entonces A = 1 ( 2 = 3, entonces A = 10 6 = 4, entonces A = 2 2 = 0, entonces A = rab rab = 0 Observación: En una matriz 2 2, si una fila o columna es múltiplo de la otra, entonces el determinante es cero Definición 2 Sea A = a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 det(a = A = a 11 a 22 a 23 a 32 a 33, su determinate es a 12 a 21 a 23 a 31 a 33 + a 13 a 21 a 22 a 31 a 32 Ejercicios: 1 A = 1 2 3 1 1 2, el determinate es A = 1 1 2 1 2 2 1 2 0 2 + 3 1 1 0 1 = 0 2(2 + 3(1 = 4 + 3 = 1 2 A = 1 2 3 1 3 6, el determinate es 2 2 5 A = 1 3 6 2 5 2 1 6 2 5 + 3 1 3 2 2 = 1(15 12 2( 5 12 + 3( 2 6 = 3 + 34 24 = 13

11 Propiedades de determinantes 4 Observación: Un determinante 3 3, se puede calcular en base a cualquier fila o columna La regla anterior toma como base la primera fila, para tomar como base otra fila o columna, debemos de asignar un signo ±, en función de la entrada, a la entrada a ij le asignamos el signo ( 1 i+j, es decir si la suma i + j es par el signo es +, si i + j es impar, el signo es Determinante en base a la primera columna: a A = a 22 a 23 11 a 32 a 33 a 21 a 12 a 13 a 32 a 33 + a 31 a 12 a 13 a 22 a 23 = a 11 a 22 a 33 a 11 a 23 a 32 a 21 a 12 a 33 + a 21 a 13 a 32 + a 31 a 12 a 23 a 31 a 13 a 22 Determinante en base a la segunda columna: a A = a 21 a 23 12 a 31 a 33 + a 22 a 11 a 13 a 31 a 33 a 32 a 11 a 13 a 21 a 23 = a 12 a 21 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 22 a 11 a 33 a 22 a 13 a 31 a 32 a 11 a 23 + a 32 a 13 a 21 11 Propiedades de determinantes 1 A = A T 2 Si B se obtiene de A, intercambiando dos filas(columnas, entonces B = A 3 Si dos filas (columnas de A, son iguales, entonces A = 0 4 Si una fila (columna tiene solo ceros, entonces A = 0 5 Si B se obtiene de A, multiplicando una fila (columna de A por una constante r, entonces B = r A 6 Si B se obtiene de A, cambiando la fila (columna F i = rf j + F i, entonces B = A 7 AB = A B 8 A 1 = 1 A Ejercicios: 1 Calcular los siguientes determinantes: 4 3 5 a 5 2 0 2 0 4

11 Propiedades de determinantes 5 b c d e 2 0 1 4 3 2 4 2 2 3 1 0 11 8 4 6 4 2 3 4 3 2 1 5 8 0 1 3 2 2 6 4 2 1 4 3 5 3 4 0 5 0 3 4 5 2 1 1 5 2 4 3 4 6 0 7 0 0 0 0 3 4 0 0 0 0 7 6 5 4 0 0 2 3 4 5 0 0 5 1 2 6 7 3 2 7 5 3 4 1 2 Si A = 2, B = 3, calcular A 1 B, A T B 1, AB 3 Si A es una matriz n n, y c R, entonces mostrar que ca = c n A 4 Demuestre que si AB = 0, entonces A = 0, o B = 0 5 Demuestre que si en una matriz A en cada fila y en cada columna solo un elemento no es cero, entonces A = 0 6 Demuestre que si A = A 1, entonces A = ±1 7 Si A es una matriz no singular, y A 2 = A, entonces A = 1 8 Si P es una matriz no singular, y B = P AP 1, entonces A = B a 1 a 2 a 3 9 Si A = b 1 b 2 b 3 = 3, calcular c 1 c 2 c 3 a 1 + 2b 1 3c 1 a 2 + 2b 2 3c 2 a 3 + 2b 3 3c 3 a b 1 b 2 b 3 c 1 c 2 c 3

11 Propiedades de determinantes 6 b c b 1 2b 2 b 3 3a 1 6a 2 3a 3 c 1 2c 2 c 3 a 2 2a 2 a 3 b 2 + a 2 2b 1 + 2a 1 b 3 + a 3 c 2 2c 1 c 3 10 Calcular el siguiente determinante: 11 Calcular el siguiente determinante: 12 Calcular el siguiente determinante: 13 Calcular el siguiente determinante: 14 Calcular el siguiente determinante: a 1 + b 1 a 1 + b 2 a 1 + b 3 a 2 + b 1 a 2 + b 2 a 2 + b 3 a 3 + b 1 a 3 + b 2 a 3 + b 3 1 2 3 4 1 x + 1 2 x + 1 4 1 2 3 x + 1 x + 1 x x x x x + 2 x x x x x + 3 x x x x x + 4 x + 1 x x x x x + 1/2 x x x x x + 1/3 x x x x x + 1/4 x + 1 x x x x x x + a x x x x x x + a 2 x x x x x x + a 3 x x x x x x + a 4

2 Inversa por determinantes Sea A una matriz n n, y A = 0, entonces A 1 = 1 A (Adj(A = 1 A A 11 A 21 A n1 A 12 A 22 A n2 A 1n A 2n A nn La matriz adjunta Adj(A de A = (a ij es la matriz transpuesta de la matriz de cofactores A ij, donde A ij = ( 1 i+j M ij, y M ij es el menor de a ij, que se obtiene de A al eliminar la fila i y la columna j Ejercicios:

2 Inversa por determinantes 8 1 Sea A =, Ahora calculemos a los cofactores, donde cada M ij se obtiene de eliminar la fila i y la columna j M 11 = M 12 = M 21 = M 31 = M 22 = M 32 = M 13 = M 23 = M 33 = Por lo tanto, los cofactores quedan como: A 11 = ( 1 1+1 2 0 3 4 A 21 = ( 1 2+1 1 2 3 4 A 31 = ( 1 3+1 1 2 2 0 A 12 = ( 1 1+2 1 0 1 4 A 22 = ( 1 2+2 0 2 1 4 A 32 = ( 1 3+2 0 2 1 0 A 13 = ( 1 1+3 1 2 1 3 A 23 = ( 1 2+3 0 1 1 3 A 33 = ( 1 3+3 0 1 1 2 O sea: Por lo tanto la matriz adjunta es: A 11 = 8 A 12 = 4 A 13 = 1 A 21 = 2 A 22 = 2 A 23 = 1 A 31 = 4 A 32 = 2 A 33 = 1 Adj(A = 8 2 4 4 2 2 1 1 1

2 Inversa por determinantes 9 Por otra parte el determinante puede ser calculado por cualquier fila o columna (se recomienda por aquella que tenga la mayor cantidad de ceros, por ejemplo por la primera fila, tenemos: A = 0 2 0 3 4 1 1 0 1 4 + 2 1 2 1 3 = 0 4 + 2 = 2 Finalmente la matriz inversa es: A 1 = 1 2 Adj(A = Encontrar las inversas de las siguientes matrices 1 ( cos α sin α sin α cos α 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 3 3 A = 4 5 2 1 1 7 1 2 4 4 A = 1 5 6 3 1 2 0 2 1 3 5 A = 2 2 1 5 2 0 1 0 2 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 2 2 1 1 1/2 1/2 1/2

3 Regla de Cramer Dado un sistema de ecuaciones lineales n n: a 11 x 1 + a 12 x 2 + a 13 x 3 + + a 1n x n = b 1 a 21 x 1 + a 22 x 2 + a 23 x 3 + + a 2n x n = b 2 a 31 x 1 + a 32 x 2 + a 33 x 3 + + a 3n x n = b 3 a n1 x 1 + a n2 x 2 + a n3 x 3 + + a nn x n = b m Entonces la regla de Cramer nos permite encontrar las soluciones x i, directamente por la fórmula: x i = A i A, donde A i es la matriz que reemplaza a la columna i-ésima de A por los términos constantes b i

3 Regla de Cramer 11 Ejercicios: 1 Sea el siguiente SEL: Entonces por la regla de Cramer, tenemos: 2x + y + z = 6 3x + 2y 2z = 2 x + y + 2z = 4 6 1 1 2 2 2 4 1 2 x = 2 1 1 3 2 2 1 1 2 2 6 1 3 2 2 1 4 2 y = 2 1 1 3 2 2 1 1 2 2 1 6 3 2 2 1 1 4 z = 2 1 1 3 2 2 1 1 2 = 22 5 = 26 5 = 12 5 Resolver los siguientes SEL usando la regla de Cramer 1 2 2x + 4y + 6z = 2 x + 2z = 0 2x + 3y z = 5 2x + y + z = 6 3x + 2y 2z = 2 x + y + 2z = 4

3 Regla de Cramer 12 3 x + y + z 2z = 4 2y + z + 3z = 4 2x + y z + 2z = 5 x y + z = 4 Observación 1 El sistema de ecuaciones lineales tiene solución única si y sólo si el determinate es diferente de cero Ahora tenemos las siguientes equivalencias: 1 El determinante de A es diferente de cero 2 A es no singular 3 Existe la matriz inversa A 1 4 La matriz es equivalente por OE a la matriz Identidad 5 El sistema homogéneo Ax = 0 tiene como única solución a la trivial 6 El sistema Ax = b, tiene una única solución 7 Baja la transformación lineal Ax, la imagen inversa de cualquier vector b, en no vacía y consiste de un solo elemento Es decir Ax es sobre 8 Bajo la transformación lineal Ax la imagen inversa del cero, es no vacía, y consiste únicamente de x = 0