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Matrices y Determinantes: Concepto, Clasificación, Operaciones y Propiedades - Prof. Nogal, Apuntes de Matemáticas

Una introducción a las matrices y determinantes, incluyendo su concepto básico, clasificación, operaciones y propiedades. Aprenderemos qué son las matrices, cómo se clasifican y cómo se operan entre sí, además de las propiedades importantes que les son propias.

Tipo: Apuntes

2014/2015

Subido el 12/01/2015

raquelcancho93
raquelcancho93 🇪🇸

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Matemáticas (500003)
1º GADE, DG ADE-DCHO, DG ADE-CCT,
GECO, DG ADE-ECO
— 1 —
Tema 1. MATRICES Y DETERMINANTES
Resumen.
CONCEPTO DE MATRIZ
Una matriz A de orden mxn es una agrupación de m x n elementos (números reales), dispuestos
en m filas y n columnas.
()
ij
mnmm
n
n
a
aaa
aaa
aaa
A=
=
...
............
...
...
21
22221
11211
(j)columnas
(i)filas
n
m
Clasificación de Matrices
1) Rectangular (Amxn / m
n)
1.1) Fila (1xn)
1.2) Columna (m x 1)
2) Cuadrada (Anxn): Diagonal principal (a11, a22,...,ann), Traza =
=
n
i
ii
a
1
2.1) Triangular: Los elementos a un lado de la diagonal principal son todos nulos.
2.1.1) Triangular superior: aij = 0 para todo i > j.
2.1.2) Triangular inferior: aij = 0 para todo i < j.
2.2) Diagonal: aij = 0 para todo i j.
2.2.1) Escalar: aij (i = j) = k
2.2.2) Unidad: aij (i = j) = 1. MATRIZ IDENTIDAD
2.3) Simétrica: aij = aji y Antisimétrica: aij aji
3) Nula: aij = 0
4) Equidimensionales: 2 matrices A y B con el mismo orden o dimensión
4.1) Iguales: aij = bij i, j
Operaciones con Matrices
c SUMA (sólo matrices equidimensionales): Amxn + Bmxn = Cmxn aij + bij = cij
d PRODUCTO DE UNA MATRIZ POR UN ESCALAR: Bmxn = hAmxn haij = bij
e PRODUCTO DE MATRICES: Amxn Bnxp = Cmxp
=
=
=
=
=n
k
kjikij
pj
nk
mi
bac
1,...,2,1
,...,2,1
,...,2,1
f POTENCIA (cuando A es cuadrada): A1 = A, A2 =AA,..., An = AA...A (n veces)
Traspuesta de una Matriz
A’ ( ó At) es la matriz traspuesta de A, obtenida cambiando las filas de A por sus columnas:
(
)
(
)
jiij aAaA
=
=
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¡Descarga Matrices y Determinantes: Concepto, Clasificación, Operaciones y Propiedades - Prof. Nogal y más Apuntes en PDF de Matemáticas solo en Docsity!

1º GADE, DG ADE-DCHO, DG ADE-CCT, GECO, DG ADE-ECO

Tema 1. MATRICES Y DETERMINANTES

Resumen.

CONCEPTO DE MATRIZ

Una matriz A de orden mxn es una agrupación de m x n elementos (números reales), dispuestos en m filas y n columnas.

( ij )

m m mn

n

n

a

a a a

a a a

a a a

A =

1 2

21 22 2

11 12 1

columnas (j)

filas(i)

n

m

Clasificación de Matrices

1) Rectangular (A mxn / m ≠ n )

1.1) Fila (1 xn ) 1.2) Columna ( m x 1)

2) Cuadrada (Anxn): Diagonal principal ( a 11 , a 22 ,..., ann ), Traza = ∑

=

n

i

aii

1 2.1) Triangular: Los elementos a un lado de la diagonal principal son todos nulos. 2.1.1) Triangular superior: aij = 0 para todo i > j. 2.1.2) Triangular inferior: aij = 0 para todo i < j.

2.2) Diagonal: aij = 0 para todo^ i^ ≠^ j. 2.2.1) Escalar: aij ( i = j ) = k 2.2.2) Unidad: aij ( i = j ) = 1. MATRIZ IDENTIDAD 2.3) Simétrica: aij = aji y Antisimétrica: aijaji

  1. Nula: aij = 0
  2. Equidimensionales: 2 matrices A y B con el mismo orden o dimensión 4.1) Iguales: aij = biji , j ∈ ℜ

Operaciones con Matrices

c SUMA (sólo matrices equidimensionales): Amxn + Bmxn = Cmxnaij + bij = cij

d PRODUCTO DE UNA MATRIZ POR UN ESCALAR: Bmxn = hAmxnhaij = bij

e PRODUCTO DE MATRICES: Amxn Bnxp = Cmxp ⇒ ∑

n

k

ij ik kj

j p

k n

i m

c a b

f POTENCIA (cuando A es cuadrada): A^1 = A , A^2 = AA ,..., A n^ = AA...A (n veces)

Traspuesta de una Matriz

A ’ ( ó At ) es la matriz traspuesta de A , obtenida cambiando las filas de A por sus columnas:

A = ( a ij ) ⇒ A ′=( a ji )

1º GADE, DG ADE-DCHO, DG ADE-CCT, GECO, DG ADE-ECO

DETERMINANTES

El Determinante de una matriz cuadrada A , ⎮ A ⎮, es un número asociado a dicha matriz.

an an a nn

a a a n

a a an

A

1 2 ...

... ... ... ...

21 22 ... 2

11 12 ... 1

Cálculo de Determinantes

21 22

11 12

2 a a a a a a

a a

A = = −

31 32 33

21 22 23

11 12 13

3 a a a a a a a a a a a a a a a a a a

a a a

a a a

a a a

A = = + + − − +

(Sarrus)

  • Desarrollo de un determinante por los elementos de una línea: El valor de un determinante es igual a la suma de los productos de los elementos de una línea cualquiera por los adjuntos correspondientes:

9 Por los elementos de la fila i : (^) ij

n

j

A (^) ∑ aij A

1

9 Por los elementos de la columna j : (^) ij

n

i

A (^) ∑ aij A

1

  • Método de Gauss-Jordan : Basándose en las propiedades de los determinantes, éste se reduce al de una matriz triangular, cuyo determinante es igual al producto de los elementos de su diagonal principal.

Propiedades de los Determinantes

  1. Si los elementos de una fila o columna son todos nulos, el determinante es nulo. Si Li = 0 ⇒ ⎮ A ⎮= 0

  2. Si se multiplican o dividen por un número cada uno de los elementos de una línea (fila o columna), el determinante queda multiplicado o dividido por ese número. Si h LihA

  3. Si se cambian entre sí 2 líneas paralelas, el determinante cambia de signo, pero conserva su valor absoluto.

  4. Si 2 líneas paralelas son iguales ó proporcionales, el determinante es nulo. También si una de ellas es combinación lineal de las demás.

  5. Un determinante no varía si se cambian sus filas por sus columnas ⇒ La matriz A y su traspuesta A ’, tienen el mismo determinante.

  6. Si a una línea se le suma o resta otra/s línea/s paralela/s multiplicada/s por un número k , el determinante no varía.

  7. El determinante del producto de un escalar por una matriz An es igual al escalar elevado a n por el determinante de la matriz cuadrada. ⎮ hA ⎮= hn^ ⎮ A

  8. AB ⎮= ⎮ A ⎮⎮ B