Lecție pentru bacalaureat · Matematică

Determinanți

Clasa a XI-a

Ideile de bază pe scurt și, unde există, exercițiile din subiectele de BAC care le verifică. Lecția completă, animată, cu grile și exerciții corectate, e în aplicația Tomomi.

Pe scurt

Formulă

Determinantul de ordin 2

Regula diagonalelor: produsul diagonalei principale minus produsul diagonalei secundare.

det⁡(abcd)=ad−bc\det \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} = ad - bc
Idee

Determinantul ca arie

Modulul determinantului de ordin 2 este aria paralelogramului format de coloane ca vectori. Dacă det⁡A=0\det A = 0, vectorii sunt coliniari.

Formulă

Regula lui Sarrus

La ordin 3: trei produse pe diagonalele descendente (cu plus) minus trei produse pe diagonalele ascendente (cu minus).

det⁡A=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32−a13a22a31−a11a23a32−a12a21a33\det A = a_{11}a_{22}a_{33} + a_{12}a_{23}a_{31} + a_{13}a_{21}a_{32} - a_{13}a_{22}a_{31} - a_{11}a_{23}a_{32} - a_{12}a_{21}a_{33}
Sfat

Dezvoltă după linia cu zerouri

Sfat: la dezvoltarea după o linie, semnele alternează +,−,++, -, +, iar fiecare element se înmulțește cu minorul lui. Alege linia cu cele mai multe zerouri ca să scapi de calcule.

Idee

Când determinantul este 0

Determinantul este 0 dacă o linie e numai zerouri sau dacă două linii sunt egale ori proporționale. Interschimbarea a două linii îi schimbă semnul, iar înmulțirea unei linii cu kk îl înmulțește cu kk.

Formulă

Determinantul unui produs

Determinantul respectă înmulțirea matricelor și nu se schimbă la transpunere:

det⁡(AB)=det⁡A⋅det⁡B,det⁡(At)=det⁡A\det(AB) = \det A \cdot \det B, \qquad \det(A^{t}) = \det A
Formulă

Inversa de ordin 2

Dacă det⁡A=ad−bc≠0\det A = ad - bc \neq 0, inversa se obține schimbând diagonala principală și semnul celei secundare, apoi împărțind la determinant:

A−1=1ad−bc(d−b−ca)A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}
Sfat

Inversabilă înseamnă determinant nenul

Capcană: o matrice pătratică este inversabilă dacă și numai dacă det⁡A≠0\det A \neq 0. Verifică întâi determinantul; dacă este 0, inversa nu există.

Din subiectele de BAC

Exerciții reale din subiectele anilor trecuți. Încearcă-le singur înainte să deschizi rezolvarea.

Se consideră matricea A(a)=(1aaa3a021)A(a) = \begin{pmatrix} 1 & a & a \\ a & 3 & a \\ 0 & 2 & 1 \end{pmatrix} și sistemul de ecuații liniare {x+ay+az=1ax+3y+az=02y+z=0\begin{cases} x + ay + az = 1 \\ ax + 3y + az = 0 \\ 2y + z = 0 \end{cases}, unde aa este număr real.

Arătați că det⁡(A(1))=2\det\big(A(1)\big) = 2.

Vezi rezolvarea

A(1)=(111131021)A(1) = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 1 & 3 & 1 \\ 0 & 2 & 1 \end{pmatrix}. Cu regula lui Sarrus, det⁡(A(1))=1⋅3⋅1+1⋅1⋅0+1⋅1⋅2−0⋅3⋅1−2⋅1⋅1−1⋅1⋅1=3+0+2−0−2−1=2\det\big(A(1)\big) = 1\cdot 3\cdot 1 + 1\cdot 1\cdot 0 + 1\cdot 1\cdot 2 - 0\cdot 3\cdot 1 - 2\cdot 1\cdot 1 - 1\cdot 1\cdot 1 = 3 + 0 + 2 - 0 - 2 - 1 = 2.

Se consideră matricele I2=(1001)I_{2} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} și A(x)=(4−xx−x1−x)A(x) = \begin{pmatrix} 4 - x & x \\ -x & 1 - x \end{pmatrix}, unde xx este număr real.

Arătați că det⁡(A(2))=2\det\big(A(2)\big) = 2.

Vezi rezolvarea

Pentru x=2x = 2 obținem A(2)=(22−2−1)A(2) = \begin{pmatrix} 2 & 2 \\ -2 & -1 \end{pmatrix}, deci det⁡(A(2))=2⋅(−1)−2⋅(−2)=−2+4=2\det\big(A(2)\big) = 2\cdot(-1) - 2\cdot(-2) = -2 + 4 = 2.

Se consideră matricele I2=(1001)I_{2} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} și A(a)=(2a+2−aa−31)A(a) = \begin{pmatrix} 2a + 2 & -a \\ a - 3 & 1 \end{pmatrix}, unde aa este număr real.

Arătați că det⁡(A(1))=2\det\big(A(1)\big) = 2.

Vezi rezolvarea

Pentru a=1a = 1 obținem A(1)=(4−1−21)A(1) = \begin{pmatrix} 4 & -1 \\ -2 & 1 \end{pmatrix}, deci det⁡(A(1))=4⋅1−(−1)⋅(−2)=4−2=2\det\big(A(1)\big) = 4 \cdot 1 - (-1) \cdot (-2) = 4 - 2 = 2.

Se consideră matricea A(x)=(x1x−12)A(x) = \begin{pmatrix} x & 1 \\ x - 1 & 2 \end{pmatrix}, unde xx este număr real.

Arătați că det⁡(A(4))=5\det\big(A(4)\big) = 5.

Vezi rezolvarea

Pentru x=4x = 4 obținem A(4)=(4132)A(4) = \begin{pmatrix} 4 & 1 \\ 3 & 2 \end{pmatrix}, deci det⁡(A(4))=4⋅2−1⋅3=8−3=5\det\big(A(4)\big) = 4\cdot 2 - 1\cdot 3 = 8 - 3 = 5.

Toate lecțiile de Matematică

Descarcă

Începe azi. Bacul nu așteaptă.

Descarcă Tomomi pe telefonul copilului tău și pornește perioada de probă gratuită.