Considera la matriz A=abc2−11111, con determinante igual a 5.
a) Calcula razonadamente el determinante de 2A3.b) Calcula razonadamente los determinantes
2a2b2c−11/2−1/2333 y aa+4a+1bb−2b+1cc+2c+1
MatricesDeterminantesPropiedades
Dada la matriz A=abc2−11111, se sabe que su determinante es det(A)=5.
a) Calcula razonadamente el determinante de 2A3.
Para calcular det(2A3), utilizaremos las siguientes propiedades de los determinantes para matrices de dimensión n×n:
1. det(kA)=kndet(A)
2. det(Am)=(det(A))m
En este caso, la matriz A es de dimensión 3×3, por lo que n=3.
det(2A3)=23det(A3)=8(det(A))3
Sustituyendo el valor dado de det(A)=5:
det(2A3)=8⋅(5)3=8⋅125=1000
b) Calcula razonadamente los determinantes 2a2b2c−11/2−1/2333 y aa+4a+1bb−2b+1cc+2c+1
Primer determinante: 2a2b2c−11/2−1/2333Aplicaremos las propiedades de los determinantes que indican que si una columna (o fila) se multiplica por un escalar k, el determinante se multiplica por k, y que se puede extraer un factor común de una columna (o fila).
2a2b2c−11/2−1/2333=2abc−11/2−1/2333
Ahora, extraemos el factor 3 de la tercera columna:
2⋅3abc−11/2−1/2111=6abc−11/2−1/2111
Comparamos este determinante con el original de A. La segunda columna del determinante actual es −11/2−1/2. Esta columna es −21 veces la segunda columna de A, que es 2−11. Por lo tanto, podemos extraer el factor −21 de la segunda columna.
6⋅(−21)abc2−11111=−3det(A)
Sustituyendo det(A)=5:
−3⋅5=−15
Segundo determinante: aa+4a+1bb−2b+1cc+2c+1En este caso, usaremos la propiedad de los determinantes que establece que si a una fila se le suma una combinación lineal de otras filas, el valor del determinante no cambia. También recordamos que det(AT)=det(A).Primero, restamos la primera fila (R1) a la segunda fila (R2) y a la tercera fila (R3). Es decir, realizamos las operaciones R2→R2−R1 y R3→R3−R1.
Ahora, observemos que la segunda fila (4,−2,2) es 2 veces la segunda fila de AT, que es (2,−1,1). La primera y tercera filas coinciden con las de AT. Podemos extraer el factor 2 de la segunda fila.
2a21b−11c11
El determinante restante es det(AT). Como det(AT)=det(A)=5, sustituimos este valor.