domingo, 3 diciembre 2023

Matrices y determinantes / 2. Determinantes: métodos generales de resolución

Al azar


Determinantes

  • Existen muchas operaciones a realizar sobre matrices (sumarlas, multiplicarlas entre sí, multiplicarlas por un número, etc.). Una de ellas se llama determinante, y sólo se aplica a matrices cuadradas. Esta operación se indica con el símbolo Apuntes y problemas para exportar a blog__3781

El resultado de un determinante es un solo número.(o una letra).


Métodos generales de resolución de determinantes

Un determinante se resuelve según las reglas que veremos a continuación, que dependen del orden de la matriz correspondiente.

  1. El determinante de una matriz cuadrada de orden Apuntes y problemas para exportar a blog__3782 es el único número que contiene la matriz.

    Apuntes y problemas para exportar a blog__3783 El determinante de la matriz Apuntes y problemas para exportar a blog__3784 es: Apuntes y problemas para exportar a blog__3785 Apuntes y problemas para exportar a blog__3786

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  1. El determinante de la matriz cuadrada de orden Apuntes y problemas para exportar a blog__3788: Apuntes y problemas para exportar a blog__3789 se resuelve así: Apuntes y problemas para exportar a blog__3790

Apuntes y problemas para exportar a blog__3791 El determinante de la matriz Apuntes y problemas para exportar a blog__3792 es: Apuntes y problemas para exportar a blog__3793

Apuntes y problemas para exportar a blog__3794 Resolver Apuntes y problemas para exportar a blog__3795 (Sol.: Apuntes y problemas para exportar a blog__3796)

  1. El determinante de la matriz cuadrada de orden Apuntes y problemas para exportar a blog__3797: Apuntes y problemas para exportar a blog__3798 se resuelve así: Apuntes y problemas para exportar a blog__3799

Apuntes y problemas para exportar a blog__3800 El determinante de la matriz Apuntes y problemas para exportar a blog__3801 es: Apuntes y problemas para exportar a blog__3802

Apuntes y problemas para exportar a blog__3803 Resolver el determinante Apuntes y problemas para exportar a blog__3804 (Sol.: Apuntes y problemas para exportar a blog__3805)

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Apuntes y problemas para exportar a blog__3807Para facilitar el cálculo de determinantes Apuntes y problemas para exportar a blog__3808 existe una regla mnemotécnica:

1) escribir debajo de las tres primeras filas la primera y la segunda;

2) en esa disposición, multiplicar entre sí los tres elementos de la diagonal que arranca (hacia la derecha y abajo) de la casilla “primera fila / primera columna”; luego los de la diagonal paralela inferior a ésta; y finalmente los de la diagonal paralela inferior a esta anterior. Sumar los tres productos. Llamaremos a la suma Apuntes y problemas para exportar a blog__3809;

3) multiplicar ahora entre sí los tres elementos de la diagonal que arranca (hacia la izquierda y abajo) de la casilla ”primera fila / tercera columna”; luego los de la diagonal paralela inferior a ésta; y finalmente los de la diagonal paralela inferior a esta anterior. Sumar los tres productos. Llamaremos a la suma Apuntes y problemas para exportar a blog__3810;

4) el resultado del determinante es Apuntes y problemas para exportar a blog__3811

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Apuntes y problemas para exportar a blog__3813 Resolver por las reglas anteriores el determinante Apuntes y problemas para exportar a blog__3814 Sol.: 1) Lo reescribimos así: Apuntes y problemas para exportar a blog__38152) Apuntes y problemas para exportar a blog__3816 3) Apuntes y problemas para exportar a blog__38174) Apuntes y problemas para exportar a blog__3818

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  • Dada una matriz, se llama menor complementario de un elemento dado al determinante de la submatriz que queda al suprimir la fila y columna de ese elemento.

Apuntes y problemas para exportar a blog__3821 El menor complementario del elemento “Apuntes y problemas para exportar a blog__3822” (Apuntes y problemas para exportar a blog__3823) de la matriz Apuntes y problemas para exportar a blog__3824 es: Apuntes y problemas para exportar a blog__3825

Apuntes y problemas para exportar a blog__3826 ¿Cuál es el menor complementario del elemento ”Apuntes y problemas para exportar a blog__3827” de la matriz anterior? (Sol.: Apuntes y problemas para exportar a blog__3828)

  • De cara a una operación que luego se verá, vamos a asociar a cada elemento de una matriz un signo por la posición que ocupa (que será independiente de su signo algebraico).

Para ver qué signo por su posición corresponde a un elemento sumaremos el número de fila y el de columna que ocupa; si la suma es par, el signo por la posición del elemento es Apuntes y problemas para exportar a blog__3829; si impar, Apuntes y problemas para exportar a blog__3830

Apuntes y problemas para exportar a blog__3831 El ”signo por su posición” del elemento ”Apuntes y problemas para exportar a blog__3832” de la matriz Apuntes y problemas para exportar a blog__3833 es Apuntes y problemas para exportar a blog__3834, porque se halla en la fila Apuntes y problemas para exportar a blog__3835 y columna Apuntes y problemas para exportar a blog__3836 (Apuntes y problemas para exportar a blog__3837 impar)

Apuntes y problemas para exportar a blog__3838 ¿Qué ”signo por su posición” corresponde al elemento ”Apuntes y problemas para exportar a blog__3839” de la matriz anterior? (Sol.: Apuntes y problemas para exportar a blog__3840, par; signo Apuntes y problemas para exportar a blog__3841)

En la práctica, dado un elemento cualquiera de una matriz, los inmediatamente adyacentes en horizontal y vertical tendrán signo por su posición opuesto, y los que están en su misma diagonal, el mismo (como si se tratara de un tablero de ajedrez).

  • Un modo general de resolver un determinante de cualquier orden es el siguiente:

1) se escoge cualquier fila (o cualquier columna);

2) se multiplica cada elemento de esa fila (o columna) por su menor complementario.y por el signo por la posición correspondiente (queremos decir: por Apuntes y problemas para exportar a blog__3842 o por Apuntes y problemas para exportar a blog__3843);

3) se suman algebraicamente los productos anteriores;

Dada la naturaleza del método, se comprenderá que conviene tomar aquella fila o columna que contenga números más sencillos, preferentemente con el máximo número de ceros.

Apuntes y problemas para exportar a blog__3844 Resolver por el método anterior el determinante Apuntes y problemas para exportar a blog__3845. Escogeremos la segunda columna (aunque daría lo mismo elegir cualquier otra, o cualquier fila): Apuntes y problemas para exportar a blog__3846(los determinantes Apuntes y problemas para exportar a blog__3847 obtenidos pueden resolverse por el método directo visto más arriba o volver a aplicar sobre cada uno de ellos el método de los menores complementarios acabado de explicar)

Apuntes y problemas para exportar a blog__3848 Resolver el determinante Apuntes y problemas para exportar a blog__3849 (Sol.: Apuntes y problemas para exportar a blog__3850 (los determinantes Apuntes y problemas para exportar a blog__3851 obtenidos pueden resolverse por el método directo visto más arriba o volver a aplicar sobre cada uno de ellos el método de los menores complementarios)

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