Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


3.Determinants, Apuntes de Álgebra Lineal

Asignatura: Algebra lineal, Profesor: Olga Olga, Carrera: Enginyeria Química, Universidad: UB

Tipo: Apuntes

Antes del 2010

Subido el 23/09/2008

robbinrhb
robbinrhb 🇪🇸

3.9

(152)

44 documentos

1 / 3

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
3. Determinants
1. L’objectiu d’aquest tema ´es definir el determinant de qualsevol matriu Aquadra-
da n×n, que escriurem detAo|A|. Tenim ja definit aquest concepte per a
n= 1,2,3. Recordem-ho:
(i) Si A= (a), detA=a.
(ii) Si A=µa b
c d , detA= ad-bc.
(iii) (Sarrus) Si A=
a b c
d e f
g h i
, detA=aei +bfg +cdh ahf bdi ceg.
No sembla f`acil estendre aquestes definicions de determinant d’una matriu com
a suma de productes dels seus coeficients a matrius de tamany es gran. Tot i
aix`o, ´es possible trobar una ormula v`alida per a qualsevol mida n, per`o ´es molt
complicada i poc ´util per al c`alcul efectiu.
El que farem ser`a definir el determinant de forma recurrent. Ja tenim definit
el determinant d’una matriu 3 ×3. A partir d’aquest definirem el determinant
d’una matriu 4 ×4, a partir d’aquest el de matrius 5 ×5 i aix´ı successivament.
Necessitem unes definicions pr`evies.
2. Donada una matriu Aqualsevol m×n, un menor d’ordre p de A´es una matriu
p×pformada pels elements de Asituats en pfiles i pcolumnes prefixades.
3. Donada Auna matriu quadrada n×n, denotarem per Aij el menor d’ordre n1
de Aobtingut eliminant la fila ii la columna jde A.
4. (F´ormula per al c`alcul recurrent d’un determinant) Triem una fila iqualsevol de
A. Desenvolupant per la fila i,
detA= (1)i+1ai1|Ai1|+ (1)i+2 ai2|Ai2|+· · · + (1)i+nain|Ain |.
An`alogament, es pot donar una ormula per al c`alcul del determinant fent servir
la columna jde la forma seg¨uent:
detA= (1)1+ja1j|A1j|+ (1)2+ja2j|A2j|+· · · + (1)n+janj |Anj |.
1
pf3

Vista previa parcial del texto

¡Descarga 3.Determinants y más Apuntes en PDF de Álgebra Lineal solo en Docsity!

  1. Determinants
  2. L’objectiu d’aquest tema ´es definir el determinant de qualsevol matriu A quadra- da n × n, que escriurem detA o |A|. Tenim ja definit aquest concepte per a n = 1, 2 , 3. Recordem-ho:

(i) Si A = (a), detA = a.

(ii) Si A =

a b c d

, detA= ad-bc.

(iii) (Sarrus) Si A =

a b c d e f g h i

, detA = aei + bf g + cdh − ahf − bdi − ceg.

No sembla facil estendre aquestes definicions de determinant d’una matriu com a suma de productes dels seus coeficients a matrius de tamany m´es gran. Tot i aixo, ´es possible trobar una f´ormula valida per a qualsevol mida n, pero ´es molt complicada i poc ´util per al calcul efectiu. El que farem sera definir el determinant de forma recurrent. Ja tenim definit el determinant d’una matriu 3 × 3. A partir d’aquest definirem el determinant d’una matriu 4 × 4, a partir d’aquest el de matrius 5 × 5 i aix´ı successivament. Necessitem unes definicions pr`evies.

  1. Donada una matriu A qualsevol m × n, un menor d’ordre p de A ´es una matriu p × p formada pels elements de A situats en p files i p columnes prefixades.
  2. Donada A una matriu quadrada n × n, denotarem per Aij el menor d’ordre n − 1 de A obtingut eliminant la fila i i la columna j de A.
  3. (F´ormula per al c`alcul recurrent d’un determinant) Triem una fila i qualsevol de A. Desenvolupant per la fila i,

detA = (−1)i+1ai 1 |Ai 1 | + (−1)i+2ai 2 |Ai 2 | + · · · + (−1)i+nain|Ain|.

Analogament, es pot donar una f´ormula per al calcul del determinant fent servir la columna j de la forma seg¨uent:

detA = (−1)1+j^ a 1 j |A 1 j | + (−1)2+j^ a 2 j |A 2 j | + · · · + (−1)n+j^ anj |Anj |.

  1. (Propietats dels determinants) Sigui A una matriu quadrada.

(i) Si sumem a una fila de A un m´ultiple d’una altra fila de A el determinant no varia. (ii) Si intercanviem dues files de A el determinant canvia de signe. (iii) Si multipliquem una fila de A per un escalar λ ∈ R el determinant queda multiplicat per λ. (iv) Les propietats anteriors s´on v`alides tamb´e per a columnes.

En el tema 4 veurem la utilitat dels determinants per a donar un criteri per decidir si una col·lecci´o de vectors ´es linealment independent.

  1. Anem a donar un metode per al calcul de rangs mitjan¸cant determinants. El rang d’una matriu A ´es r si, i nom´es si, a) Existeix un menor d’ordre r de A amb determinant no nul, b) Qualsevol menor d’ordre k > r de A t´e determinant nul.
  2. Anem a donar un criteri per a l’existencia de la inversa d’una matriu i una f´ormula per al seu calcul. Donada una matriu A quadrada n × n, A t´e inversa si i nom´es si det A 6 = 0. En aquest cas,

A−^1 =

detA

|A 11 | −|A 21 |... (−1)n+1|An 1 | −|A 12 | |A 22 |... (−1)n+2|An 2 | .. .

(−1)1+n|A 1 n| (−1)2+n|A 2 n|... |Ann|

  1. Anem a aplicar els determinants a la resoluci´o de sistemes d’equacions lineals. Suposem que tenim un sistema d’equacions lineals:   

a 11 x 1 + · · · + a 1 nxn = b 1 · · · · · · · · · · · · · · · am 1 x 1 + · · · + amnxn = bm

on els aij , bj s´on nombres coneguts. Es tracta de buscar tots els vectors (x 1 ,... , xn) que satisfan les m equacions. Amb la notaci´o matricial introdu¨ıda al tema 2, el sistema d’equacions lineals s’escriu Ax = b. Sabem:

a) Ax = b t´e soluci´o si, i nom´es si, rangA = rang(A|b). b) Trobar les solucions amb el m`etode de Gauss.

Ara aprendrem a resoldre els sistemes mitjan¸cant una f´ormula amb determinats que ´es una generalitzaci´o de la regla de Cramer. Distingirem dos casos: