el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
Determinantes
1. Determinantes
Iniciamosel estudiode losdeterminantesal definirel determinante de unamatrizde 2 x 2, este se denota| 𝑨|o
𝒅𝒆𝒕( 𝑨), y estádado por:
(
𝒂 𝟏𝟏 𝒂 𝟏𝟐
𝒂 𝟐𝟏 𝒂 𝟐𝟐
) = 𝒂 𝟏𝟏 ∙ 𝒂 𝟐𝟐 − 𝒂 𝟏𝟐 ∙ 𝒂 𝟐𝟏
El determinantede una matrizde 2 x 2 está dado por la diferenciade los productosde lasdos diagonalesdela
misma.
Por ejemplo:
si 𝑨 = (
𝟐 𝟒
−𝟑 𝟏
) 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠𝑒𝑙 det( 𝐴) = 2 ∙ 1 − (−3) ∙ 4 = 2 − (−12) = 14
El determinantede unamatrizde 3 x 3 se define entérminosdel determinante de unamatrizde 2 x 2. El
determinantede unamatrizde 4 x 4 se define entérminosdel determinantede unamatrizde 3 x 3, y así
sucesivamente.
Sea A una matrizcuadrada
El menor del elemento 𝒂𝒊𝒋 se denotacomo 𝑴𝒊𝒋 y esel determinantede lamatrizque quedadespuésde
borrar la fila 𝒊 y lacolumna 𝒋 de A.
El cofactorde 𝒂𝒊𝒋 se denotacomo 𝑪𝒊𝒋 y estádado por 𝑪𝒊𝒋 = (−𝟏)𝒊+𝒋
+ 𝑴𝒊𝒋
Observe que el menoryel cofactordifierenenel signoosoniguales. 𝑪𝒊𝒋 = ±𝑴𝒊𝒋
Teorema
El determinantede cualquiermatrizcuadradaesla sumade los productosde loselementos,de cualquierfilao
columna,porsus cofactores.
Mediante lafila 𝒊. | 𝑨| = 𝒂𝒊𝟏 ∙ 𝑪𝒊𝟏 + 𝒂𝒊𝟐 ∙ 𝑪𝒊𝟐 + ⋯+ 𝒂𝒊𝒏 ∙ 𝑪𝒊𝒏
Mediante lacolumna 𝒋 | 𝑨| = 𝒂 𝟏𝒋 ∙ 𝑪 𝟏𝒋 + 𝒂 𝟐𝒋 ∙ 𝑪 𝟐𝒋 + ⋯+ 𝒂 𝒏𝒋 ∙ 𝑪 𝒏𝒋
3. = +𝟑 ∙ |
𝟐 𝟏 𝟒
𝟎 −𝟏 𝟐
𝟎 𝟏 −𝟑
|
= 𝟑 ∙ [𝟐 ∙ |
−𝟏 𝟐
𝟏 −𝟑
| + 𝟎 ∙ 𝑪 𝟐𝟏 + 𝟎 ∙ 𝑪 𝟑𝟏]
= 𝟑 ∙ 𝟐 ∙ |
−𝟏 𝟐
𝟏 −𝟑
| = 𝟔 ∙ ( 𝟑 − 𝟐) = 𝟔
Propiedades de los determinantes
El siguienteteoremadice cómoafectanal determinanteslasoperacioneselementalesenlas filas.Tambiéndiceque
estasoperacionesse puedenextenderacolumnas.
Teorema
SeaA unamatriz de n x n y c un escalardistintode cero:
Si una matrizB se obtiene de unamatriz A multiplicandoloselementosde unafilaocolumnaporc,
entonces 𝐝𝐞𝐭( 𝑩) = 𝒄 ∙ 𝐝𝐞𝐭(𝑨).
Si una matrizB se obtiene de unamatrizA intercambiandodosfilasocolumnas,entonces
𝐝𝐞𝐭( 𝑩) = −𝐝𝐞𝐭( 𝑨).
Si una matrizB se obtiene de unamatrizA sumandounmúltiplode unafilaocolumnaa otra filao columna,
entonces 𝐝𝐞𝐭( 𝑩) = 𝐝𝐞𝐭( 𝑨).
Definición
Se dice que una matrizcuadrada A es singularsi 𝐝𝐞𝐭( 𝐀) = 𝟎. A no es singularsi 𝒅𝒆𝒕( 𝑨) ≠ 𝟎
El teoremasiguiente informade algunascircunstanciasbajolascualesunamatrizessingular.
SeaA unamatriz cuadrada. A es singularsi
Todoslos elementosde unafilaocolumnasonceros.
Dos filasocolumnassoniguales.
Dos filasocolumnassonproporcionales.
Nota:el segundocaso esun caso particulardel tercero,se separanparadarle mayor énfasis.
El siguienteteoremadice cómointeractúael determinante conalgunasde lasoperacionesde matrices.