Tornar a la portadaMatemàtiques · 2n Batx. CCSS · Canviar d'assignatura
Començar gratis
BATX2 ccss · Matemàtiques
Determinants · Determinants

Mètode de Gauss per calcular determinants

A 1r de Batxillerat vas calcular determinants d'ordre 2 i 3 amb la regla de Sarrus. Aquesta regla no existeix per a l'ordre 4 o superior. El mètode de Gauss resol el problema: converteix qualsevol matriu en triangular amb operacions que no canvien el determinant (o que el canvien d'una manera controlada), i aleshores n'hi ha prou de multiplicar la diagonal.

Et convé dominar: El mètode de Gauss (1r de Batxillerat)
Et convé dominar: Factorització de polinomis (1r de Batxillerat)

El determinant d'una matriu triangular

Matriu triangular superior d'ordre 3 i càlcul del seu determinant multiplicant els elements de la diagonal principal. 4 1 -3 0 -2 5 0 0 3 |A| = 4 · (−2) · 3 = −24
Practica★☆☆Sense començar
Una botiga petita de videojocs porta el control de les seves vendes de dos títols ($V_1$ i $V_2$) durant els dos primers dies de la setmana. Les dades s'organitzen en la…

Una botiga petita de videojocs porta el control de les seves vendes de dos títols ($V_1$ i $V_2$) durant els dos primers dies de la setmana. Les dades s'organitzen en la matriu següent $A$:

$A = \begin{pmatrix} 12 & 5 \\ 8 & 4 \end{pmatrix}$

Calcula el determinant de la matriu $A$ per comprovar si els vectors de vendes són linealment independents.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Dada la matriu següent $M$, realitza l'operació elemental entre files $F_2 = F_2 - 2F_1$ per aconseguir un zero en l'element $a_{21}$ i escriu la nova matriu resultant.…

Dada la matriu següent $M$, realitza l'operació elemental entre files $F_2 = F_2 - 2F_1$ per aconseguir un zero en l'element $a_{21}$ i escriu la nova matriu resultant. Varia el valor del determinant en realitzar aquesta operació?

$M = \begin{pmatrix} 1 & 3 \\ 2 & 10 \end{pmatrix}$

Resoldre

Què li passa al determinant amb cada operació

Efecte de les operacions elementals per files sobre el determinant: permutació de files, producte per un escalar i suma de múltiples d'una altra fila. Fi → Fi + k·Fj |A| no canvia intercanviar files |A| canvia de signe Fi → k·Fi |A| es multiplica per k per triangular, fes servir quasi sempre la primera compensa al final si fas servir les altres dues
Practica★★☆Sense començar
Una empresa de logística organitza les seves rutes mitjançant una matriu de costos $M$. Perquè el sistema sigui eficient, el determinant d'aquesta matriu no ha de ser…

Una empresa de logística organitza les seves rutes mitjançant una matriu de costos $M$. Perquè el sistema sigui eficient, el determinant d'aquesta matriu no ha de ser nul. Aplica transformacions de fila (Gauss) per determinar si la matriu següent és regular (el seu determinant és diferent de zero):

$$ M = \begin{pmatrix} 2 & 4 & 6 \\ 1 & 3 & 5 \\ 3 & 7 & 11 \end{pmatrix} $$

Quina relació de dependència lineal observes entre les seves files després de realitzar el primer pas del mètode de Gauss?

Resoldre

Triangular pas a pas

Operacions elementals per files per anul·lar els elements sota el primer pivot en una matriu d'ordre 3. 123 251 −104 F₂−2F₁ F₃+F₁ → 123 01−5 027
Practica★★☆Sense començar
Calcula el valor del determinant següent d'ordre 4 transformant-lo prèviament en una matriu triangular superior mitjançant el mètode de Gauss (fent zeros per sota de la…

Calcula el valor del determinant següent d'ordre 4 transformant-lo prèviament en una matriu triangular superior mitjançant el mètode de Gauss (fent zeros per sota de la diagonal principal):

$$ |A| = \begin{vmatrix} 1 & 2 & -1 & 3 \\ 2 & 5 & 0 & 4 \\ -1 & -2 & 3 & -2 \\ 3 & 6 & -3 & 10 \end{vmatrix} $$ |A| = 1 2 −1 3 2 5 0 4 −1 −2 3 −2 3 6 −3 10 Diagonal principal Fer aᵢⱼ = 0 (i > j)
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Es considera la matriu d'ordre 4 dependent d'un paràmetre real $k$:…

Es considera la matriu d'ordre 4 dependent d'un paràmetre real $k$:

$M = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1+k & 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1+k^2 & 1 \\ 1 & 1 & 1 & 1+k^3 \end{pmatrix}$

Utilitza el mètode de Gauss (triangulació) per transformar la matriu i calcula el seu determinant en funció de $k$. Posteriorment, discuteix per a quins valors de $k$ la matriu no admet inversa.

Resoldre

Gauss amb paràmetres

Quan la matriu depèn d'una lletra, triangular per Gauss sol ser més còmode que Sarrus o Laplace: els zeros apareixen en funció del paràmetre i el determinant queda factoritzat de manera natural, cosa que facilita discutir per a quins valors s'anul·la.

Diagrama de flux que il·lustra la triangulació per Gauss amb paràmetres per obtenir directament el determinant factoritzat a partir de la diagonal. matriu amb k triangular per Gauss diagonal factoritzada en funció de k
Practica★★★Sense començar
Estudia el rang de la matriu següent $A$ segons els valors dels paràmetres reals $a$ i $b$, emprant el mètode de Gauss:…

Estudia el rang de la matriu següent $A$ segons els valors dels paràmetres reals $a$ i $b$, emprant el mètode de Gauss:

$A = \begin{pmatrix} 1 & a & 1 & 2 \\ 2 & b & 2 & 4 \\ 1 & a & a & 2 \end{pmatrix}$

Descriu detalladament totes les situacions possibles per al rang de la matriu en funció de les relacions entre $a$ i $b$.

Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat