DETERMINANTS
Matemàtiques 2n Batx CCSS
davidc
Donada una matriu quadrada de primer ordre (1x1):
S’anomena determinant d’ A al mateix nombre real que forma la matriu
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 1
11aA =
)( 11aA =
)6(−=A 66 −=−=A
)9(=B 99 ==B
)0(=C 00 ==C
Donada una matriu quadrada de segon ordre (2x2):
S’anomena determinant d’ A al nombre real que resulta de multiplicar els elements
de la diagonal principal i restar-li el producte dels elements de la diagonal
secundària .
3 2
2 1 = 3·1 - 2·2 = 3 – 4 = -1
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 2






=
12
23
A
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 2
1 -2
5 -1 = 1·(-1) - 5·(-2) = -1 +10=9






−
−
=
15
21
B






−
−
=
53
01
C
-1 0
3 -5 = -1·(-5) - 0·3 = 5 - 0=5






−−
−−
=
73
24
D
-4 -2
-3 -7 = -4·(-7) – (-2)·(-3) = 28 – 6= 22
Donada una matriu quadrada de segon ordre (3x3):
S’anomena determinant d’ A al nombre real que resulta d’aplicar la regla de
Sarrus:
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
La regla de Sarrus permet recordar gràficament els productes que apareixen en la
expresisón del determinante d’ ordren 3 i els seus signes. Els elements de la diagonal
principal i les seves paralel.les, amb el seu signe i els de la diagonal secundària i les seves
paralel.les canviades de signe.
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
La regla de Sarrus permet recordar gràficament els productes que apareixen en la
expresisón del determinante d’ ordren 3 i els seus signes. Els elements de la diagonal
principal i les seves paralel.les, amb el seu signe i els de la diagonal secundària i les seves
paralel.les canviades de signe.
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
Exemple 1:
121
410
321
− = 1•(-1)•1+2•4•1+0•2•3-[3•(-1)•1+0•2•1+2•4•1]=
= -1+8+0-(-3+0+8)=7-5 = 2
1.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
Exemple 2:
432
524
322
− = 2•(-2)•4+2•5•2+4•3•3-[3•(-2)•2+4•2•4+3•5•2]=
= -16+20+36-(-12+32+30)=40-50 = -10
1.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Determinants d’ordre 3
Exemple 3:
432
124
153
−−
−− = 3•(-2)•(-4)+5•(-1)•2+4•(-3)•1-[1•(-2)•2+4•5•(-4)+(-3)•(-1)•3]=
= 24-10-12-(-4-80+9)=2-(-75) = 2+75 = 77
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Equacions amb determinants ordre 2
10
1
41
−=
+
+−
xx
xx ( )
[ ]
1
66
4106
1046
1044
1044
10)1()4(1
22
22
=
⇒−=−
⇒+−=−
⇒−=−−
⇒−=−−−−−
⇒−=+++−−
⇒−=+•+−•−
x
x
x
x
xxxxx
xxxxx
xxxx
2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT
Equacions amb determinants ordre 3
( )[ ]
[ ]
5
11
55
5511
8476512
4786512
470865012
47)05()421(235120243
=
⇒=
⇒=
⇒+=−+
⇒=−−+
⇒=++−++
⇒=••+••+••−••+••+••
x
x
x
xxx
xxx
xxx
xxxx
47
452
031
2
=
xx
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
I. El determinant d’ una matriu amb dos files o columnes iguals o proporcionals és
zero.
Càlcul inmediat de determinants
Exemples:
• El determinant d’ una matriu A =







–1 4 –1
3 2 3
2 5 2
és igual a zero perquè la tercera i
primera columnes són iguals.
• El determinant d’ una matriu B =







2 4 –1
1 –2 3
3 –6 9
és igual a zero perquè la tercera fila
és igual a la segona multiplicada per 3.
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Càlcul inmediat de determinants
II. El determinant d’ una matriu amb una fila o columnes nules és zero.
Exemples:
El determinant d’ una matriu A =







–1 0 –1
3 0 3
2 0 2
és igual a zero perquè la segona columna
és nul.la.
El determinant d’ una matriu B =







–1 0 –1
0 9 0
0 00
és igual a zero perquè la tercera fila
és nul.la.
III. El determinant d’ una matriu en que una fila o columna es combinació lineal de les
altres files o columnes és zero.
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Càlcul inmediat de determinants
Exemple:
El determinant d’ una matriu B =







2 4 0
1 3 –1
3 1 5
és igual a zero perquè la tercera columna és
igual al doble de la primera menys la segona
Exemple:
El determinant d’ una matriu A =







1 4 0
1 3 –1
2 7 -1
és igual a zero perquè la tercera fila és
igual a la suma de la primera més la segona
213 fff +=
213 2 ccc −•=
IV. El determinant d’ una matriu triangular és igual al producte dels elements de la seva
diagonal principal.
Exemples:
El determinant de la matriu A =







–1 0 –1
0 2 3
0 0 2
és igual –4.
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Càlcul inmediat de determinants
El determinant de la matriu B =










− 587
026
003
és igual a 30
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Càlcul inmediat de determinants
V. El determinant de la matriz identitat=escalar=unitat és 1
Exemples:
• El determinant de la matriu I 3 =







1 0 0
0 1 0
0 0 1
és igual a 1.
• El determinant de la matriu I 5 =









1 0 0 0 0
0 1 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 0 1
és igual a 1.
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Operacions amb files i columnes
VI. Si es multipliquen els elements d’ una fila o columna d’ una matriu per un nombre el
determinant de la matriu es multiplica per aquest nombre
Exemple:
2 3
4 20 =
2 3
4
.
1 4
.
5
= 4
2 3
1 5
28124034202
204
32
=−=•−•=
2874)310(4)3152(4
51
32
4 =•=−•=•−••=•
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Operacions amb files i columnes
1385)8(52)4(51
52
41
=+=−−=•−−•=
−
VII. Si s’ intercanvien entre sí dos files o dos columnes d’ una matriu, el seu
determinant canvia de signe.
Exemple:
1 – 4
2 5 = –
– 4 1
5 2
[ ] [ ] 13)13(58)51(24
25
14
=−−=−−−=•−•−−=
−
−
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Operacions amb matrius
VIII. El determinant d’una matriu es igual al de la seva transposada. t
AA =
61824)0180(0024
653
021
032
=−=++−++==A
61824)0180(0024
600
523
312
=−=++−++==t
A
Exemple
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Operacions amb matrius
IX. El determinant del producte de dos matrius quadrades i multiplicables és igual al producte dels
determinants de cada un d’elles.
Exemple:





−
=
05
32
A 




−
=
15
06
B 





−
=




−
•




−
=•
030
327
15
06
05
32
BA
15150
05
32
−=−=
−
=A
606
15
06
−=−−=
−
=B
90)90(0
030
327
=−−=
−
=• BA
BABA •=•
)6()15(90 −•−=
2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS
Operacions amb matrius
Exemple:
X.- Si una fila o columna és suma de diferents sumands, es descomposa en tants
determinants com sumands hagi
123)68()96(
43
22
33
32
433
232
73
52
−=+−=−+−=+=
+
+
=
11514
73
52
73
52
−=−==⇒





= AA
123)57()107(
71
51
72
51
712
511
73
52
−=+−=−+−=+=
+
+
=
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Menor d’una matriu quadrada
Determinant que resulta en suprimir una fila i una columna d’una matriu quadrada.
Tots els menors es denoten per Mij per indicar el determinant de la matriu que s’obté en suprimir
La fila i i la columna j.





−
=
53
21
A
5511 ==M 3312 ==M
2221 ==M 1122 −=−=M
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Menors d’una matriu quadrada










−
−
=
411
202
311
A
2)2(0
41
20
11 =−−=
−
=M 628
41
22
12 =−==M 202
11
02
13 −=−−=
−
=M
7)3(4
41
31
21 =−−=
−
=M 734
41
31
22 −=−−=
−
=M 011
11
11
23 =−=
−
−
=M
202
20
31
31 =−==M 862
22
31
32 −=−−=
−
=M 220
02
11
33 −=−=
−
=M
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Matriu adjunta
• S’anomena “Adjunt mi,j” d’ un element “ai,j” al determinant del menor Mi,j multiplicat
per (-1)i+j
• Donada la matriu quadrada A, s’anomena “matriu adjunta” de A i es representa A*, a
la matriu que se obté en substituir cada element aij pel seu adjunt mij.
ij
ji
ij Mm •−= +
)1(





−
=
53
21
A
5)1( 1111
11
11 ==•−= +
MMm
3)1( 1212
21
12 −=−=•−= +
MMm
2)1( 2121
12
21 −=−=•−= +
MMm 1)1( 2222
22
22 −==•−= +
MMm






−−
−
=
12
35*
A
Exemple 1
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Matriu adjunta ij
ji
ij Mm •−= +
)1(
2)1( 1111
11
11 ==•−= +
MMm 6)1( 1212
21
12 −=−=•−= +
MMm
7)1( 2121
12
21 −=−=•−= +
MMm










−
−
=
411
202
311
A
2)1( 1313
31
13 −==•−= +
MMm
7)1( 2222
22
22 −==•−= +
MMm 00)1( 2323
32
23 =−=−=•−= +
MMm
2)1( 3131
13
31 ==•−= +
MMm 8)8()1( 3232
23
32 =−−=−=•−= +
MMm 2)1( 3333
33
33 −==•−= +
MMm










−
−−
−−
=
282
077
262
*
A
Exemple 2
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Matriu adjunta ij
ji
ij Mm •−= +
)1(
21111 == Mm 61212 −=−= Mm
72121 −=−= Mm










−
−
=
411
202
311
A
21313 −== Mm
72222 −== Mm 002323 =−=−= Mm
23131 == Mm 8)8(3232 =−−=−= Mm 23333 −== Mm










−
−−
−−
=
282
077
262
*
A
Exemple 2
2.3 MENORS I ADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA
Matriu adjunta ij
ji
ij Mm •−= +
)1(
101
10
21
1111 =−=== Mm 2)02(
10
22
1212 −=−−=−=−= Mm
1)01(
10
11
2121 =−−−=
−
−=−= Mm









 −
=
100
212
111
B
0
00
12
1313 === Mm
101
10
11
2222 =−=== Mm 0
00
11
2323 =
−
−=−= Mm
312
21
11
3131 −=−−=
−
== Mm 0
22
11
3232 =−=−= Mm 3)2(1
12
11
3333 =−−=
−
== Mm










−
−
=
303
011
021
*
B
Exemple 3
2.4 DESENVOLUPAMENT D’UN DETERMINANT PELS
ELEMENTS D’ UNA LÍNIA
Un determinant és igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna)
multiplicat pels seus adjunts corresponents
Exemple 1
9145)2120(610
411
103
212
−=−=++−+−=
−
9613232131)1(2)03(2))1(12(1)10(2
11
03
2
41
13
1
41
10
2212212
411
103
212
131211131211
−=+−−=⋅+⋅−−⋅=−⋅+−−⋅−−⋅
=
−
⋅+
−
⋅−⋅=⋅+⋅−⋅=⋅+⋅+⋅=
−
MMMmmm
1ª fila
2.4 DESENVOLUPAMENT D’UN DETERMINANT PELS
ELEMENTS D’ UNA LÍNIA
Un determinant es igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna)
multiplicat pels seus adjunts corresponents
Exemple 1
9145)2120(610
411
103
212
−=−=++−+−=
−
91621223)1(2)01(1)24(3)10(2
10
21
1
41
21
3
41
10
2132132
411
103
212
312111312111
−=−−−=⋅−⋅−−⋅=−⋅−−⋅−−⋅
=⋅−⋅−⋅=⋅−⋅−⋅=⋅−⋅+⋅=
−
MMMmmm
1ª columna
2.4 DESENVOLUPAMENT D’UN DETERMINANT PELS
ELEMENTS D’ UNA LÍNIA
Un determinant es igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna)
multiplicat pels seus adjunts corresponents
Exemple 1
9145)2120(610
411
103
212
−=−=++−+−=
−
9413)4(13
)62())1(12(
13
22
41
13
101
411
103
212
3212322212
−=+−=−−−
=−−−−−=⋅−
−
⋅−=−−=⋅+⋅+⋅=
−
MMmmm
2ª columna ( possibilitat que dóna menys feina)
2.4 DESENVOLUPAMENT D’UN DETERMINANT PELS
ELEMENTS D’ UNA LÍNIA
Determinant 4x4
Exemple 2
[ ] [ ] [ ] [ ] 244201317)2(22)849(1283)01816(6016
121
432
321
212
043
232
1001
2121
0432
2321
1001
1411141114131211
−=−−=−−−−−=+−−++−−+−−−+−=
=
−
−
−−
=−=+=⋅+⋅+⋅+⋅=
−−
MMmmmmmm
2.4 DESENVOLUPAMENT D’UN DETERMINANT PELS
ELEMENTS D’ UNA LÍNIA
Determinant 4x4
Exemple 3
28618317120)61(3)17(602....
542
223
432
3
542
423
432
1
542
423
223
2
3120312
5042
4323
2123
4232
33231343332313
−=−+−=−⋅+−−⋅−==
=
−
−⋅+
−
⋅−
−
−
⋅−
=⋅+⋅−⋅−=⋅+⋅+⋅+⋅−=
−
−
−
MMMmmmm
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matriu 1x1
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).
A = (3) rang A = 103 ≠=A
B = (0) rang B = 000 ==B
Matriu 2x2






=
21
12
C 0314
21
12
≠=−==C Rang C =2






−
−
=
42
21
D 044
42
21
=−=
−
−
=D Rang D ≠2 Rang D =1
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matriu 3x3
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).










−
−
−
=
121
112
301
E
010 ≠=E Rang E =3










−−
−
−
=
213
112
301
F )ª3ª2ª1.(0 fffF =+= Rang F ≠3 Rang F =2
Perquè es pot agafar un menor d’ordre 2 amb
determinant diferent a zero
01
12
01
≠−=
−
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matriu 3x3
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).










−−−=
963
642
321
G
)ª3ª2ª1.(0 fffG =−= Rang G ≠3
Tots els menors que s’agafin d’ordre 2 tenen com a determinant zero fet
que implica que el rang és diferent a 2
0
42
21
=
−−
0
64
32
=
−−
0
63
42
=
−− 0
96
64
=
−−
0
63
21
= 0
96
32
=
El rang G ≠ 2 rang G =1 perquè sempre es pot trobar un determinant d’
ordre 1 diferent a zero
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matrius no quadrades
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).









 −
−
=
3
2
1
1
1
0
H
H Rang H ≠3
Com a molt es poden fer menors d’ordre 2
01
21
10
≠=
−
No es pot fer
Rang H =2
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matrius no quadrades
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).










−−
=
9
8
7
201
131
042
I
I Rang I ≠4
Com a molt es poden fer menors d’ordre 3
)2.(0
201
131
042
321 ccc =+⋅−=
−
No es pot fer
No serveix
014
920
813
704
≠−=
−−
Rang I ≠3
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matrius no quadrades
El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’
una matriu A es representa per rang(A).














−−−
−−=
11
8
5
2
0
6
631
521
J
J Rang J ≠4
Com a molt es poden fer menors d’ordre 3. Tots ells tenen determinant zero
).(0
826
631
521
Sarrus=
−−−
−−
No es pot fer
).(0
1150
631
521
321 fff =−=−− ).(0
1150
826
631
Sarrus=−−−
−−
Rang J ≠3
Provem si algun menor d’ordre 2 té determinant diferent a zero:
Rang J = 205
31
21
≠−=
−
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matrius no quadrades
Tècnica d’ orlament














−−−
−−=
11
8
5
2
0
6
631
521
J
|1|≠0
).(0
826
631
521
Sarrus=
−−−
−− ).(0
1150
631
521
321 fff =−=−− Rang J ≠3
Per tant RangJ = 2
05
31
21
≠−=
−
Rang J=1 com a mínim
Rang J=2 com a mínim
2.5 RANG D’UNA MATRIU PER DETERMINANTS
Matrius no quadrades
Tècnica d’ orlament












−
=
0124
0130
0212
K
|2|≠0
010
124
130
212
≠−=
−
Rang K = 3
06
30
12
≠=
Rang K=1 com a mínim
Rang K = 2 com a mínim
2.6 MATRIU INVERSA
Si A és una matriu quadrada, es diu que A–1
és la inversa de A si A .
A–1
= A–1 .
A = I, on I
és la matriu identitat.La matriu inversa es representa per A–1
Exemple1:Si A = 







2 –1
1 1
per obtenir A -1
= 







x y
z t s’ ha de cumplir








2 –1
1 1
.








x y
z t = 







1 0
0 1








2x– z 2y– t
x + z y + t = 







1 0
0 1
⇔
2x – z = 1
x + z = 0
2y – t = 0
y + t = 1
⇔
x =1/3
y =1/3
z =–1/3
t =2/3
Per tant A -1
=







1
3
1
3
– 1
3
2
3
2.6 MATRIU INVERSA
Si A és una matriu quadrada, es diu que A–1
és la inversa de A si A .
A–1
= A–1 .
A = I, on I
és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1
Exemple1:Si A = 







2 –1
1 1
per obtenir -1
Donada una matriu quadrada A es pot obtenir la seva matriu inversa fent servir la
següent fórmula:
A–1
[ ])(
1 *1
A
A
A t
•=−
o [ ]*1
)(
1
A
A
A t
•=−
312)1(2 =+=−−=A





 −
=
21
11*
A 





−
=
21
11
)( *
At
[ ])(
1 *1
A
A
A t
•=−
[ ]










−
=





−
•=•=−
3
2
3
1
3
1
3
1
21
11
3
1
)(
1 *1
A
A
A t
2.6 MATRIU INVERSA
Si A és una matriu quadrada, es diu que A–1
és la inversa de A si A .
A–1
= A–1 .
A = I, on I
és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1





 −
=
11
12
AExemple1 : Comprovació A .
A–1
= A–1 .
A = I










−
=−
3
2
3
1
3
1
3
1
1
A
A .
A–1
=






=








=








+−
−+
=










−
•




 −
10
01
3
3
3
0
3
0
3
3
3
2
3
1
3
131
3
2
3
2
3
1
3
2
3
2
3
1
3
1
3
1
11
12






=








=








+−
−+
=




 −
•










− 10
01
3
3
3
0
3
0
3
3
3
2
3
1
3
131
3
2
3
2
3
1
3
2
11
12
3
2
3
1
3
1
3
1
A–1
•A =
2.6 MATRIU INVERSA
Si A és una matriu quadrada, es diu que A–1
és la inversa de A si A .
A–1
= A–1 .
A = I, on I
és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1
154)5(4)308(004 =+−=−−−=++−−++−=A










−
−−
−−
=
232
121
8127
*
A










−−
−
−−
=
218
3212
217
)( *
At
[ ])(
1 *1
A
A
A t
•=−
[ ]










−−
−
−−
=










−−
−
−−
•=•=−
218
3212
217
218
3212
217
1
1
)(
1 *1
A
A
A t










−
−
=
214
320
101
A
Exemple 2
2.6 MATRIU INVERSA
Si A és una matriu quadrada, es diu que A–1
és la inversa de A si A .
A–1
= A–1 .
A = I, on I
és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1
Exemple2 : Comprovació A .
A–1
= A–1 .
A = I
A .
A–1
=










=










−−++−++−
+−−+−+
−+++−++−
=










−−
−
−−
•










−
−
100
010
001
438224161228
66034024240
202101807
218
3212
217
214
320
101
A–1
•A =










=










−−++−++−
+−−+−+
−+++−++−
=










−
−
•










−−
−
−−
100
010
001
438224161228
66034024240
202101807
214
320
101
218
3212
217
Propietats de la matriu inversa
I. Si las matrius A i B són inversibles (A.
B)–1
= B–1 .
A–1
II. Si A és una matriu inversible i k ≠ 0, (k .
A)–1
= (1/k) .
A–1
III. Si A és una matriu inversible, (A–1
)–1
= A
IV. La matriz unitat és inversible i a més a més I–1
= I
V. Si A és una matriu inversible, (A–1
)t
= (At
)–1
Condicions per a que una matriu tingui inversa
2.6 MATRIU INVERSA
I. La matriu ha de ser quadrada
II. El determinant de la matriu ha de ser diferent a zero

Determinants

  • 1.
  • 2.
    Donada una matriuquadrada de primer ordre (1x1): S’anomena determinant d’ A al mateix nombre real que forma la matriu 2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT Determinants d’ordre 1 11aA = )( 11aA = )6(−=A 66 −=−=A )9(=B 99 ==B )0(=C 00 ==C
  • 3.
    Donada una matriuquadrada de segon ordre (2x2): S’anomena determinant d’ A al nombre real que resulta de multiplicar els elements de la diagonal principal i restar-li el producte dels elements de la diagonal secundària . 3 2 2 1 = 3·1 - 2·2 = 3 – 4 = -1 2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT Determinants d’ordre 2       = 12 23 A
  • 4.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 2 1 -2 5 -1 = 1·(-1) - 5·(-2) = -1 +10=9       − − = 15 21 B       − − = 53 01 C -1 0 3 -5 = -1·(-5) - 0·3 = 5 - 0=5       −− −− = 73 24 D -4 -2 -3 -7 = -4·(-7) – (-2)·(-3) = 28 – 6= 22
  • 5.
    Donada una matriuquadrada de segon ordre (3x3): S’anomena determinant d’ A al nombre real que resulta d’aplicar la regla de Sarrus: 2.1 CONCEPTE DE DETERMINANT Determinants d’ordre 3
  • 6.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 3 La regla de Sarrus permet recordar gràficament els productes que apareixen en la expresisón del determinante d’ ordren 3 i els seus signes. Els elements de la diagonal principal i les seves paralel.les, amb el seu signe i els de la diagonal secundària i les seves paralel.les canviades de signe.
  • 7.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 3 La regla de Sarrus permet recordar gràficament els productes que apareixen en la expresisón del determinante d’ ordren 3 i els seus signes. Els elements de la diagonal principal i les seves paralel.les, amb el seu signe i els de la diagonal secundària i les seves paralel.les canviades de signe.
  • 8.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 3 Exemple 1: 121 410 321 − = 1•(-1)•1+2•4•1+0•2•3-[3•(-1)•1+0•2•1+2•4•1]= = -1+8+0-(-3+0+8)=7-5 = 2
  • 9.
    1.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 3 Exemple 2: 432 524 322 − = 2•(-2)•4+2•5•2+4•3•3-[3•(-2)•2+4•2•4+3•5•2]= = -16+20+36-(-12+32+30)=40-50 = -10
  • 10.
    1.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Determinants d’ordre 3 Exemple 3: 432 124 153 −− −− = 3•(-2)•(-4)+5•(-1)•2+4•(-3)•1-[1•(-2)•2+4•5•(-4)+(-3)•(-1)•3]= = 24-10-12-(-4-80+9)=2-(-75) = 2+75 = 77
  • 11.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Equacions amb determinants ordre 2 10 1 41 −= + +− xx xx ( ) [ ] 1 66 4106 1046 1044 1044 10)1()4(1 22 22 = ⇒−=− ⇒+−=− ⇒−=−− ⇒−=−−−−− ⇒−=+++−− ⇒−=+•+−•− x x x x xxxxx xxxxx xxxx
  • 12.
    2.1 CONCEPTE DEDETERMINANT Equacions amb determinants ordre 3 ( )[ ] [ ] 5 11 55 5511 8476512 4786512 470865012 47)05()421(235120243 = ⇒= ⇒= ⇒+=−+ ⇒=−−+ ⇒=++−++ ⇒=••+••+••−••+••+•• x x x xxx xxx xxx xxxx 47 452 031 2 = xx
  • 13.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS I. El determinant d’ una matriu amb dos files o columnes iguals o proporcionals és zero. Càlcul inmediat de determinants Exemples: • El determinant d’ una matriu A =        –1 4 –1 3 2 3 2 5 2 és igual a zero perquè la tercera i primera columnes són iguals. • El determinant d’ una matriu B =        2 4 –1 1 –2 3 3 –6 9 és igual a zero perquè la tercera fila és igual a la segona multiplicada per 3.
  • 14.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Càlcul inmediat de determinants II. El determinant d’ una matriu amb una fila o columnes nules és zero. Exemples: El determinant d’ una matriu A =        –1 0 –1 3 0 3 2 0 2 és igual a zero perquè la segona columna és nul.la. El determinant d’ una matriu B =        –1 0 –1 0 9 0 0 00 és igual a zero perquè la tercera fila és nul.la.
  • 15.
    III. El determinantd’ una matriu en que una fila o columna es combinació lineal de les altres files o columnes és zero. 2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS Càlcul inmediat de determinants Exemple: El determinant d’ una matriu B =        2 4 0 1 3 –1 3 1 5 és igual a zero perquè la tercera columna és igual al doble de la primera menys la segona Exemple: El determinant d’ una matriu A =        1 4 0 1 3 –1 2 7 -1 és igual a zero perquè la tercera fila és igual a la suma de la primera més la segona 213 fff += 213 2 ccc −•=
  • 16.
    IV. El determinantd’ una matriu triangular és igual al producte dels elements de la seva diagonal principal. Exemples: El determinant de la matriu A =        –1 0 –1 0 2 3 0 0 2 és igual –4. 2.2 PROPIETATS DELS DETERMINANTS Càlcul inmediat de determinants El determinant de la matriu B =           − 587 026 003 és igual a 30
  • 17.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Càlcul inmediat de determinants V. El determinant de la matriz identitat=escalar=unitat és 1 Exemples: • El determinant de la matriu I 3 =        1 0 0 0 1 0 0 0 1 és igual a 1. • El determinant de la matriu I 5 =          1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 és igual a 1.
  • 18.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Operacions amb files i columnes VI. Si es multipliquen els elements d’ una fila o columna d’ una matriu per un nombre el determinant de la matriu es multiplica per aquest nombre Exemple: 2 3 4 20 = 2 3 4 . 1 4 . 5 = 4 2 3 1 5 28124034202 204 32 =−=•−•= 2874)310(4)3152(4 51 32 4 =•=−•=•−••=•
  • 19.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Operacions amb files i columnes 1385)8(52)4(51 52 41 =+=−−=•−−•= − VII. Si s’ intercanvien entre sí dos files o dos columnes d’ una matriu, el seu determinant canvia de signe. Exemple: 1 – 4 2 5 = – – 4 1 5 2 [ ] [ ] 13)13(58)51(24 25 14 =−−=−−−=•−•−−= − −
  • 20.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Operacions amb matrius VIII. El determinant d’una matriu es igual al de la seva transposada. t AA = 61824)0180(0024 653 021 032 =−=++−++==A 61824)0180(0024 600 523 312 =−=++−++==t A Exemple
  • 21.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Operacions amb matrius IX. El determinant del producte de dos matrius quadrades i multiplicables és igual al producte dels determinants de cada un d’elles. Exemple:      − = 05 32 A      − = 15 06 B       − =     − •     − =• 030 327 15 06 05 32 BA 15150 05 32 −=−= − =A 606 15 06 −=−−= − =B 90)90(0 030 327 =−−= − =• BA BABA •=• )6()15(90 −•−=
  • 22.
    2.2 PROPIETATS DELSDETERMINANTS Operacions amb matrius Exemple: X.- Si una fila o columna és suma de diferents sumands, es descomposa en tants determinants com sumands hagi 123)68()96( 43 22 33 32 433 232 73 52 −=+−=−+−=+= + + = 11514 73 52 73 52 −=−==⇒      = AA 123)57()107( 71 51 72 51 712 511 73 52 −=+−=−+−=+= + + =
  • 23.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Menor d’una matriu quadrada Determinant que resulta en suprimir una fila i una columna d’una matriu quadrada. Tots els menors es denoten per Mij per indicar el determinant de la matriu que s’obté en suprimir La fila i i la columna j.      − = 53 21 A 5511 ==M 3312 ==M 2221 ==M 1122 −=−=M
  • 24.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Menors d’una matriu quadrada           − − = 411 202 311 A 2)2(0 41 20 11 =−−= − =M 628 41 22 12 =−==M 202 11 02 13 −=−−= − =M 7)3(4 41 31 21 =−−= − =M 734 41 31 22 −=−−= − =M 011 11 11 23 =−= − − =M 202 20 31 31 =−==M 862 22 31 32 −=−−= − =M 220 02 11 33 −=−= − =M
  • 25.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Matriu adjunta • S’anomena “Adjunt mi,j” d’ un element “ai,j” al determinant del menor Mi,j multiplicat per (-1)i+j • Donada la matriu quadrada A, s’anomena “matriu adjunta” de A i es representa A*, a la matriu que se obté en substituir cada element aij pel seu adjunt mij. ij ji ij Mm •−= + )1(      − = 53 21 A 5)1( 1111 11 11 ==•−= + MMm 3)1( 1212 21 12 −=−=•−= + MMm 2)1( 2121 12 21 −=−=•−= + MMm 1)1( 2222 22 22 −==•−= + MMm       −− − = 12 35* A Exemple 1
  • 26.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Matriu adjunta ij ji ij Mm •−= + )1( 2)1( 1111 11 11 ==•−= + MMm 6)1( 1212 21 12 −=−=•−= + MMm 7)1( 2121 12 21 −=−=•−= + MMm           − − = 411 202 311 A 2)1( 1313 31 13 −==•−= + MMm 7)1( 2222 22 22 −==•−= + MMm 00)1( 2323 32 23 =−=−=•−= + MMm 2)1( 3131 13 31 ==•−= + MMm 8)8()1( 3232 23 32 =−−=−=•−= + MMm 2)1( 3333 33 33 −==•−= + MMm           − −− −− = 282 077 262 * A Exemple 2
  • 27.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Matriu adjunta ij ji ij Mm •−= + )1( 21111 == Mm 61212 −=−= Mm 72121 −=−= Mm           − − = 411 202 311 A 21313 −== Mm 72222 −== Mm 002323 =−=−= Mm 23131 == Mm 8)8(3232 =−−=−= Mm 23333 −== Mm           − −− −− = 282 077 262 * A Exemple 2
  • 28.
    2.3 MENORS IADJUNTS D’ UNA MATRIU QUADRADA Matriu adjunta ij ji ij Mm •−= + )1( 101 10 21 1111 =−=== Mm 2)02( 10 22 1212 −=−−=−=−= Mm 1)01( 10 11 2121 =−−−= − −=−= Mm           − = 100 212 111 B 0 00 12 1313 === Mm 101 10 11 2222 =−=== Mm 0 00 11 2323 = − −=−= Mm 312 21 11 3131 −=−−= − == Mm 0 22 11 3232 =−=−= Mm 3)2(1 12 11 3333 =−−= − == Mm           − − = 303 011 021 * B Exemple 3
  • 29.
    2.4 DESENVOLUPAMENT D’UNDETERMINANT PELS ELEMENTS D’ UNA LÍNIA Un determinant és igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna) multiplicat pels seus adjunts corresponents Exemple 1 9145)2120(610 411 103 212 −=−=++−+−= − 9613232131)1(2)03(2))1(12(1)10(2 11 03 2 41 13 1 41 10 2212212 411 103 212 131211131211 −=+−−=⋅+⋅−−⋅=−⋅+−−⋅−−⋅ = − ⋅+ − ⋅−⋅=⋅+⋅−⋅=⋅+⋅+⋅= − MMMmmm 1ª fila
  • 30.
    2.4 DESENVOLUPAMENT D’UNDETERMINANT PELS ELEMENTS D’ UNA LÍNIA Un determinant es igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna) multiplicat pels seus adjunts corresponents Exemple 1 9145)2120(610 411 103 212 −=−=++−+−= − 91621223)1(2)01(1)24(3)10(2 10 21 1 41 21 3 41 10 2132132 411 103 212 312111312111 −=−−−=⋅−⋅−−⋅=−⋅−−⋅−−⋅ =⋅−⋅−⋅=⋅−⋅−⋅=⋅−⋅+⋅= − MMMmmm 1ª columna
  • 31.
    2.4 DESENVOLUPAMENT D’UNDETERMINANT PELS ELEMENTS D’ UNA LÍNIA Un determinant es igual a la suma dels elements d’una línia (fila o columna) multiplicat pels seus adjunts corresponents Exemple 1 9145)2120(610 411 103 212 −=−=++−+−= − 9413)4(13 )62())1(12( 13 22 41 13 101 411 103 212 3212322212 −=+−=−−− =−−−−−=⋅− − ⋅−=−−=⋅+⋅+⋅= − MMmmm 2ª columna ( possibilitat que dóna menys feina)
  • 32.
    2.4 DESENVOLUPAMENT D’UNDETERMINANT PELS ELEMENTS D’ UNA LÍNIA Determinant 4x4 Exemple 2 [ ] [ ] [ ] [ ] 244201317)2(22)849(1283)01816(6016 121 432 321 212 043 232 1001 2121 0432 2321 1001 1411141114131211 −=−−=−−−−−=+−−++−−+−−−+−= = − − −− =−=+=⋅+⋅+⋅+⋅= −− MMmmmmmm
  • 33.
    2.4 DESENVOLUPAMENT D’UNDETERMINANT PELS ELEMENTS D’ UNA LÍNIA Determinant 4x4 Exemple 3 28618317120)61(3)17(602.... 542 223 432 3 542 423 432 1 542 423 223 2 3120312 5042 4323 2123 4232 33231343332313 −=−+−=−⋅+−−⋅−== = − −⋅+ − ⋅− − − ⋅− =⋅+⋅−⋅−=⋅+⋅+⋅+⋅−= − − − MMMmmmm
  • 34.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matriu 1x1 El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A). A = (3) rang A = 103 ≠=A B = (0) rang B = 000 ==B Matriu 2x2       = 21 12 C 0314 21 12 ≠=−==C Rang C =2       − − = 42 21 D 044 42 21 =−= − − =D Rang D ≠2 Rang D =1
  • 35.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matriu 3x3 El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A).           − − − = 121 112 301 E 010 ≠=E Rang E =3           −− − − = 213 112 301 F )ª3ª2ª1.(0 fffF =+= Rang F ≠3 Rang F =2 Perquè es pot agafar un menor d’ordre 2 amb determinant diferent a zero 01 12 01 ≠−= −
  • 36.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matriu 3x3 El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A).           −−−= 963 642 321 G )ª3ª2ª1.(0 fffG =−= Rang G ≠3 Tots els menors que s’agafin d’ordre 2 tenen com a determinant zero fet que implica que el rang és diferent a 2 0 42 21 = −− 0 64 32 = −− 0 63 42 = −− 0 96 64 = −− 0 63 21 = 0 96 32 = El rang G ≠ 2 rang G =1 perquè sempre es pot trobar un determinant d’ ordre 1 diferent a zero
  • 37.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matrius no quadrades El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A).           − − = 3 2 1 1 1 0 H H Rang H ≠3 Com a molt es poden fer menors d’ordre 2 01 21 10 ≠= − No es pot fer Rang H =2
  • 38.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matrius no quadrades El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A).           −− = 9 8 7 201 131 042 I I Rang I ≠4 Com a molt es poden fer menors d’ordre 3 )2.(0 201 131 042 321 ccc =+⋅−= − No es pot fer No serveix 014 920 813 704 ≠−= −− Rang I ≠3
  • 39.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matrius no quadrades El RANG d’ una matriu és l’ ordre del major dels menors diferents de zero. El rang d’ una matriu A es representa per rang(A).               −−− −−= 11 8 5 2 0 6 631 521 J J Rang J ≠4 Com a molt es poden fer menors d’ordre 3. Tots ells tenen determinant zero ).(0 826 631 521 Sarrus= −−− −− No es pot fer ).(0 1150 631 521 321 fff =−=−− ).(0 1150 826 631 Sarrus=−−− −− Rang J ≠3 Provem si algun menor d’ordre 2 té determinant diferent a zero: Rang J = 205 31 21 ≠−= −
  • 40.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matrius no quadrades Tècnica d’ orlament               −−− −−= 11 8 5 2 0 6 631 521 J |1|≠0 ).(0 826 631 521 Sarrus= −−− −− ).(0 1150 631 521 321 fff =−=−− Rang J ≠3 Per tant RangJ = 2 05 31 21 ≠−= − Rang J=1 com a mínim Rang J=2 com a mínim
  • 41.
    2.5 RANG D’UNAMATRIU PER DETERMINANTS Matrius no quadrades Tècnica d’ orlament             − = 0124 0130 0212 K |2|≠0 010 124 130 212 ≠−= − Rang K = 3 06 30 12 ≠= Rang K=1 com a mínim Rang K = 2 com a mínim
  • 42.
    2.6 MATRIU INVERSA SiA és una matriu quadrada, es diu que A–1 és la inversa de A si A . A–1 = A–1 . A = I, on I és la matriu identitat.La matriu inversa es representa per A–1 Exemple1:Si A =         2 –1 1 1 per obtenir A -1 =         x y z t s’ ha de cumplir         2 –1 1 1 .         x y z t =         1 0 0 1         2x– z 2y– t x + z y + t =         1 0 0 1 ⇔ 2x – z = 1 x + z = 0 2y – t = 0 y + t = 1 ⇔ x =1/3 y =1/3 z =–1/3 t =2/3 Per tant A -1 =        1 3 1 3 – 1 3 2 3
  • 43.
    2.6 MATRIU INVERSA SiA és una matriu quadrada, es diu que A–1 és la inversa de A si A . A–1 = A–1 . A = I, on I és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1 Exemple1:Si A =         2 –1 1 1 per obtenir -1 Donada una matriu quadrada A es pot obtenir la seva matriu inversa fent servir la següent fórmula: A–1 [ ])( 1 *1 A A A t •=− o [ ]*1 )( 1 A A A t •=− 312)1(2 =+=−−=A       − = 21 11* A       − = 21 11 )( * At [ ])( 1 *1 A A A t •=− [ ]           − =      − •=•=− 3 2 3 1 3 1 3 1 21 11 3 1 )( 1 *1 A A A t
  • 44.
    2.6 MATRIU INVERSA SiA és una matriu quadrada, es diu que A–1 és la inversa de A si A . A–1 = A–1 . A = I, on I és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1       − = 11 12 AExemple1 : Comprovació A . A–1 = A–1 . A = I           − =− 3 2 3 1 3 1 3 1 1 A A . A–1 =       =         =         +− −+ =           − •      − 10 01 3 3 3 0 3 0 3 3 3 2 3 1 3 131 3 2 3 2 3 1 3 2 3 2 3 1 3 1 3 1 11 12       =         =         +− −+ =      − •           − 10 01 3 3 3 0 3 0 3 3 3 2 3 1 3 131 3 2 3 2 3 1 3 2 11 12 3 2 3 1 3 1 3 1 A–1 •A =
  • 45.
    2.6 MATRIU INVERSA SiA és una matriu quadrada, es diu que A–1 és la inversa de A si A . A–1 = A–1 . A = I, on I és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1 154)5(4)308(004 =+−=−−−=++−−++−=A           − −− −− = 232 121 8127 * A           −− − −− = 218 3212 217 )( * At [ ])( 1 *1 A A A t •=− [ ]           −− − −− =           −− − −− •=•=− 218 3212 217 218 3212 217 1 1 )( 1 *1 A A A t           − − = 214 320 101 A Exemple 2
  • 46.
    2.6 MATRIU INVERSA SiA és una matriu quadrada, es diu que A–1 és la inversa de A si A . A–1 = A–1 . A = I, on I és la matriu identitat. La matriu inversa es representa per A–1 Exemple2 : Comprovació A . A–1 = A–1 . A = I A . A–1 =           =           −−++−++− +−−+−+ −+++−++− =           −− − −− •           − − 100 010 001 438224161228 66034024240 202101807 218 3212 217 214 320 101 A–1 •A =           =           −−++−++− +−−+−+ −+++−++− =           − − •           −− − −− 100 010 001 438224161228 66034024240 202101807 214 320 101 218 3212 217
  • 47.
    Propietats de lamatriu inversa I. Si las matrius A i B són inversibles (A. B)–1 = B–1 . A–1 II. Si A és una matriu inversible i k ≠ 0, (k . A)–1 = (1/k) . A–1 III. Si A és una matriu inversible, (A–1 )–1 = A IV. La matriz unitat és inversible i a més a més I–1 = I V. Si A és una matriu inversible, (A–1 )t = (At )–1 Condicions per a que una matriu tingui inversa 2.6 MATRIU INVERSA I. La matriu ha de ser quadrada II. El determinant de la matriu ha de ser diferent a zero