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Determinantes
Problema
2025 · Ordinaria · Suplente
5
Examen

Sabiendo que abcxyzuvw=1\begin{vmatrix} a & b & c \\ x & y & z \\ u & v & w \end{vmatrix} = 1, calcula razonadamente:

a) a+xb+yc+zabc2a+u2b+v2c+w\begin{vmatrix} a + x & b + y & c + z \\ a & b & c \\ 2a + u & 2b + v & 2c + w \end{vmatrix}.b) zcwxauybv\begin{vmatrix} z & c & w \\ x & a & u \\ y & b & v \end{vmatrix}.
Propiedades de los determinantes
Determinantes y sus propiedades

Para resolver ambos apartados, utilizaremos las propiedades de los determinantes, partiendo del dato original:

abcxyzuvw=1\begin{vmatrix} a & b & c \\ x & y & z \\ u & v & w \end{vmatrix} = 1
a) a+xb+yc+zabc2a+u2b+v2c+w\begin{vmatrix} a + x & b + y & c + z \\ a & b & c \\ 2a + u & 2b + v & 2c + w \end{vmatrix}

Aplicamos la propiedad que permite sumar a una fila una combinación lineal de las demás sin alterar el valor del determinante. Realizamos las siguientes operaciones elementales: primero, restamos la segunda fila a la primera (F1F1F2F_1 \rightarrow F_1 - F_2) y, después, restamos el doble de la segunda fila a la tercera (F3F32F2F_3 \rightarrow F_3 - 2F_2):

a+xab+ybc+zcabc2a+u2a2b+v2b2c+w2c=xyzabcuvw\begin{vmatrix} a+x-a & b+y-b & c+z-c \\ a & b & c \\ 2a+u-2a & 2b+v-2b & 2c+w-2c \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} x & y & z \\ a & b & c \\ u & v & w \end{vmatrix}

A continuación, intercambiamos la primera fila con la segunda (F1F2F_1 \leftrightarrow F_2). Al permutar dos filas, el signo del determinante cambia:

abcxyzuvw=(1)=1-\begin{vmatrix} a & b & c \\ x & y & z \\ u & v & w \end{vmatrix} = -(1) = -1
b) zcwxauybv\begin{vmatrix} z & c & w \\ x & a & u \\ y & b & v \end{vmatrix}

En primer lugar, realizamos la trasposición del determinante. Puesto que el determinante de una matriz es igual al de su traspuesta, el valor no varía:

zxycabwuv\begin{vmatrix} z & x & y \\ c & a & b \\ w & u & v \end{vmatrix}

Ahora realizamos intercambios de columnas y filas para recuperar la matriz original, teniendo en cuenta que cada intercambio cambia el signo del determinante: 1. Intercambiamos la primera columna con la segunda (C1C2C_1 \leftrightarrow C_2): signo negativo. 2. Intercambiamos la segunda columna con la tercera (C2C3C_2 \leftrightarrow C_3): signo positivo de nuevo. 3. Intercambiamos la primera fila con la segunda (F1F2F_1 \leftrightarrow F_2): signo negativo finalmente.

zxycabwuv=xzyacbuwv=xyzabcuvw=abcxyzuvw=1\begin{vmatrix} z & x & y \\ c & a & b \\ w & u & v \end{vmatrix} = -\begin{vmatrix} x & z & y \\ a & c & b \\ u & w & v \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} x & y & z \\ a & b & c \\ u & v & w \end{vmatrix} = -\begin{vmatrix} a & b & c \\ x & y & z \\ u & v & w \end{vmatrix} = -1