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Propiedades de los determinantes
Problema
2022 · Extraordinaria · Titular
6B
Examen

Se sabe que abcpqrxyz=2\begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix} = -2.

a) Calcula: acb2x2z2y3p3r3q\begin{vmatrix} a & c & b \\ 2 x & 2 z & 2 y \\ -3 p & -3 r & -3 q \end{vmatrix}b) Calcula: xa3p2ayb3q2bzc3r2c\begin{vmatrix} x & a - 3 p & -2 a \\ y & b - 3 q & -2 b \\ z & c - 3 r & -2 c \end{vmatrix}
DeterminantesPropiedades

Se parte del valor del determinante dado:

abcpqrxyz=2\begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix} = -2
a) Calcula: acb2x2z2y3p3r3q\begin{vmatrix} a & c & b \\ 2 x & 2 z & 2 y \\ -3 p & -3 r & -3 q \end{vmatrix}

Aplicamos las propiedades de los determinantes para transformar el determinante dado. Primero, extraemos los factores escalares de las filas 2 y 3:

acb2x2z2y3p3r3q=2(3)acbxzyprq=6acbxzyprq\begin{vmatrix} a & c & b \\ 2 x & 2 z & 2 y \\ -3 p & -3 r & -3 q \end{vmatrix} = 2 \cdot (-3) \begin{vmatrix} a & c & b \\ x & z & y \\ p & r & q \end{vmatrix} = -6 \begin{vmatrix} a & c & b \\ x & z & y \\ p & r & q \end{vmatrix}

A continuación, intercambiamos la fila 2 y la fila 3. Esto introduce un factor de 1-1:

6(1)acbprqxzy=6acbprqxzy-6 \cdot (-1) \begin{vmatrix} a & c & b \\ p & r & q \\ x & z & y \end{vmatrix} = 6 \begin{vmatrix} a & c & b \\ p & r & q \\ x & z & y \end{vmatrix}

Finalmente, intercambiamos la columna 2 y la columna 3. Esto también introduce un factor de 1-1 y nos da el determinante original:

6(1)abcpqrxyz=6abcpqrxyz6 \cdot (-1) \begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix} = -6 \begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix}

Sustituimos el valor del determinante original:

6(2)=12-6 \cdot (-2) = 12
b) Calcula: xa3p2ayb3q2bzc3r2c\begin{vmatrix} x & a - 3 p & -2 a \\ y & b - 3 q & -2 b \\ z & c - 3 r & -2 c \end{vmatrix}

Primero, extraemos el factor escalar 2-2 de la columna 3:

xa3p2ayb3q2bzc3r2c=2xa3payb3qbzc3rc\begin{vmatrix} x & a - 3 p & -2 a \\ y & b - 3 q & -2 b \\ z & c - 3 r & -2 c \end{vmatrix} = -2 \begin{vmatrix} x & a - 3 p & a \\ y & b - 3 q & b \\ z & c - 3 r & c \end{vmatrix}

Ahora, realizamos la operación C2C2C3C_2 \rightarrow C_2 - C_3 (sustituimos la columna 2 por la columna 2 menos la columna 3). Esta operación no cambia el valor del determinante:

2x(a3p)aay(b3q)bbz(c3r)cc=2x3pay3qbz3rc-2 \begin{vmatrix} x & (a - 3 p) - a & a \\ y & (b - 3 q) - b & b \\ z & (c - 3 r) - c & c \end{vmatrix} = -2 \begin{vmatrix} x & -3 p & a \\ y & -3 q & b \\ z & -3 r & c \end{vmatrix}

Extraemos el factor escalar 3-3 de la columna 2:

2(3)xpayqbzrc=6xpayqbzrc-2 \cdot (-3) \begin{vmatrix} x & p & a \\ y & q & b \\ z & r & c \end{vmatrix} = 6 \begin{vmatrix} x & p & a \\ y & q & b \\ z & r & c \end{vmatrix}

El valor de un determinante es igual al de su traspuesta. Tomamos la traspuesta de la matriz para facilitar la reordenación de filas:

6xyzpqrabc6 \begin{vmatrix} x & y & z \\ p & q & r \\ a & b & c \end{vmatrix}

Intercambiamos la fila 1 y la fila 3. Esto introduce un factor de 1-1 y nos da el determinante original:

6(1)abcpqrxyz=6abcpqrxyz6 \cdot (-1) \begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix} = -6 \begin{vmatrix} a & b & c \\ p & q & r \\ x & y & z \end{vmatrix}

Sustituimos el valor del determinante original:

6(2)=12-6 \cdot (-2) = 12