Fabiana de Sousa Santos Gonçalves
O colégio Tales distribui, durante o ano
 letivo, 100 pontos por matéria. O quadro a
 seguir mostra os totais de pontos obtidos por
 Ana, Carlos e Pedro, em Matemática nos anos
 de 2006 e 2007.
                   Ana      Carlos     Pedro
       2006        80         75        72,5
       2007        76        82,5        78
 Quadros como esses ajudam a organizar
  dados. Fica mais fácil analisá-los, combiná-los
  com outros.
Foi o matemático inglês, James Joseph,
 Sylvester, quem usou pela primeira vez esta
 forma de trabalhar com um conjunto de
 informações, dispondo-as em linhas e colunas
 em uma tabela.

A um quadro desse tipo, damos o nome de
 Matriz. Cada número que o constitui é um
 elemento da matriz.

O quadro apresentado é uma matriz 2 x 3, isto
 é, possui 2 linhas e 3 colunas.
 Matriz
Podemos dizer que uma matriz é uma
 tabela com colunas (vertical) e linhas
 (horizontal). Então chamamos de matriz
 toda tabela m x n sendo que m e n
 podem assumir qualquer valor natural
 menos o zero. Sendo que m é o número
 de linhas e n o número de colunas.
 Para representar uma matriz devemos
 colocar as linhas e colunas entre
 parênteses, chaves ou entre duas barras
 duplas, veja alguns exemplos:
Para nomear matrizes, usamos letras
 latinas maiúsculas. Seus elementos
 ficam dentro de parênteses ou
 colchetes.
  Exemplo


                                 80   75     72,5
     80   75     72,5
A=                      ou A =
                                 76   85,2   78
     76   82,5   78
Nossa matriz tem 2 linhas e 3 colunas.
 Dizemos que ela é do tipo 2 x 3 (dois por três)
 ou, simplesmente, uma matriz 2 x 3.

           80    75    72,5    → 1ª linha
    A =
           76   82,5   78       → 2ª linha



 1ª coluna      2ª coluna     3ª coluna
  Nossa matriz é indicada por A2x3.
Observe que em cada matriz dos
exemplos à esquerda, tem ao lado
indicando o número de linhas e o de
colunas da matriz, o primeiro
exemplo esta indicado 2 x 3 que lê
assim a matriz é de ordem dois por
três.



Se pegarmos uma matriz qualquer
de ordem m x n, como iríamos
representá-la?
Cada elemento de uma matriz
pertence a uma linha e uma
coluna. Dada a matriz de ordem 3
x 2:
De maneira geral, indicamos um elemento de
 uma matriz por uma letra minúscula,
 acompanhada de dois índices, que definem sua
 posição na matriz.

 Um elemento genérico da matriz A é
  indicado assim:

                 i indica a linha do elemento
   aij            j indica a coluna do elemento
a11 ; a21 ; a12 ; a22 são
elementos da matriz
de ordem 2 x 2 (duas
linhas e duas colunas).




                       Então o elemento a21
                       pertence a 2ª linha e
                       1º coluna.
O elemento - 5 pertence a
1ª linha e a 1ª coluna.
O elemento 2 pertence a
2ª linha e 2ª coluna.

 Pararepresentarmos uma matriz de
 ordem 2 x 2 onde não temos seus
 elementos definidos, representamos da
 seguinte forma:
 Se m e n são dois números naturais positivos,
   chama-se matriz do tipo m x n todo quadro
   formado por m.n números reais, dispostos de
   forma ordenada em m linhas e n colunas.
 Uma matriz genérica Am x n pode ser representada
  assim:
                    a11 a12 a13        ...   a1n
                     a21   a22   a23   ...   a2n
             A =
                     ...   ...   ...   ...   ...
                     am1   am2   am3   ...   amn



 De forma simplificada, temos A = [aij]m x n
Na matriz A representada a seguir, cada
 elemento    aij  indica  a   média,  em
 Matemática, da turma i no bimestre j.
 Identificar o tipo de matriz e obter a
 média da turma 2 no 3.º bimestre e a
 média da turma 3 no 4.º bimestre.
              6,2 8,3       9   7,4
        A =    8   7,3 8,7 6,5
              7,2 8,1 6,9       7

  A3 x 2.     a23 = 8,7         a34 = 7
Na matriz A exemplificada, temos

       A=
             80   75     72,5

             76   82,5    78

 a11 = 80    a12 = 75          a13 = 72,5
  a21 = 76  a = 82,5
               22                a23 = 78
Uma      matriz     pode    ser
 definida, indicando-se seu tipo
 e uma fórmula para o cálculo
 de cada elemento aij, em
 função de i e j.
Construir a matriz A = (aij)3x2, em
 que aij = 3i – j.
                 a11 a12              2    1
         A=      a21 a22       A =    5    4
                 a31 a32              8    7
    aij = 3i – j
   a11 = 3.1 – 1 = 2       a12 = 3.1 – 2 = 1

   a21 = 3.2 – 1 = 5       a22 = 3.2 – 2 = 4
   a31 = 3.3 – 1 = 8       a32 = 3.3 – 2   =7
Construir a matriz B = (bij)2x2, tal que


  bij =   2i + j, se i ≥ j
          ji , se i < j           b11   b12
                             B=
                                  b21   b22

  b11 =    2.1 + 1 = 3
  b12 =    21 = 2                       3 2
                                  B=
  b21 =    2.2 + 1 = 5                  5 6
  b22 =    2.2 + 2 = 6
Exemplo:
  Escreva a matriz A = (a
  A matriz A é de ordem 2 x 3,
  então podemos escrevê-la assim:
( i j)2 x 3 tal que aij = 2i + j.
 Agora   os números que ocuparam o lugar de:
 a11, a21, a12, a22, a13 e a23, irão depender da
 equação dada no enunciado: aij = 2i + j.
 Então iremos calcular cada elemento
 sabendo que:
 i é a linha que o elemento pertence.
 j é a coluna que o elemento pertence.

 a11 = 2 . 1 + 1        a21 = 2 . 2 + 1
 a11 = 3                  a21 = 5

 a12 = 2 . 1 + 2        a22 = 2 . 2 + 2
 a12 = 4                 a22 = 6
 a13 = 2 . 1 + 3        a23 = 2 . 2 + 3
 a =5                    a =7
Então os elementos que pertencem
 a matriz A são:
1 – Uma rede é composta por
cinco lojas, numeradas de 1 a
5.
A tabela a seguir apresenta o
faturamento, em dólares, de
cada loja nos quatro primeiros
dias de janeiro:


                            Cada elemento aij dessa
                            matriz é o faturamento da
                            loja i no dia j.

a) Qual foi o faturamento da loja 3 no dia 2?
b) Qual foi o faturamento de todas as lojas no dia 3?
c) Qual foi o faturamento da loja 1 nos 4 dias?
2 – Represente explicitamente cada uma das matrizes:




3 – Identifique os tipos de matrizes:
4 – Determine quantos elementos possui uma matriz do
tipo:
a) 1 x 6      b) 4 x 1       c) 3 x 3        d) 3 x 5


5 – É dada a matriz                       , Identifique os
elementos da:

a) 1ª linha   b) 3ª linha   c) 4ª linha      d) 2ª coluna


6 – Considere a matriz

Determine o valor dos seguintes elementos:
a) b11         b) b21           c) b12
d) b23        e) b32            f) b22
7 – Uma matriz possui quatro elementos. Quais os tipos
possíveis para essa matriz?

8 – Determine a matriz A = (aij)2x3 , tal que:
a) aij = i + 2.j       c) aij = 2.i – j
b) aij = i2 + j        d) aij = j – 2.i

9 – Determine a matriz A = (aij)3x3 tal que:

a) aij =     1, se i = j        c) aij =    i + j, se i = j
             0, se i ≠ j                     - i – j, se i ≠ j

b) aij =    2,   se i = j        d) aij =    i2 ,   se i = j
           -1,   se i ≠ j                    j2 ,   se i ≠ j

10 – Obter a matriz A = (aij)2x2 definida por
 aij = 3.i – j2 +3.
É toda matriz do tipo 1xn(n ∈ R*).



Observe   os exemplos:
É   toda matriz do tipo mx1(m R*).
Uma matriz que tem apenas uma linha é
 chamada de matriz linha. Uma matriz que
 tem somente uma coluna é denominada de
 matriz coluna.
     Exemplos
    –1   2   5   É uma matriz linha 1 x 3.



    3
         É uma matriz coluna 2 x 1.
    6
É Toda matriz quadrada possui duas
 diagonais:
 • A principal, composta por elementos aij
 tais que i=j, isto é:




 Toda matriz cujo numero de linhas é igual
 ao numero de colunas. Assim, chamamos
 matriz quadrada de ordem n toda matriz
 do tipo n x n. Exemplos:
A secundária, em que os elementos aij
são tais que, i+j = n+1. veja como são as
diagonais de uma matriz quadrada do
tipo 3×3.
Chama-se matriz quadrada toda matriz em
 que o número de linhas é igual ao de
 colunas. O número de linhas (ou colunas) é a
 ordem da matriz.
        0        3
                         é matriz quadrada de ordem 2.
        –2       5

    3        0       –3

    7        2       –5
                            é matriz quadrada de ordem 3.
    1        4       0
Numa matriz quadrada A =[aij], de ordem n,
 chama-se
 Diagonal principal o conjunto dos elementos aij
  em que i = j;
 Diagonal secundária o conjunto dos elementos
  aij em que i + j = n + 1;
                            Diagonal secundária
       a11 a12 a13                  (i + j = 4)
       a21 a22 a23
                              Diagonal principal
       a31 a32 a33                 (i = j)
   É toda matriz do tipo m x n
    cujos elementos são todos
    nulos. Para indicar uma matriz
    nula utiliza-s a notação:
Uma matriz que tem os seus elementos
 iguais a zero é chamada matriz nula.
 Existe uma matriz nula de cada tipo. A
 matriz nula pode ser indicada por Om x n.

O = 0          0   0
                       É uma matriz nula 2 x 3.
       0       0   0

           0       0
 O =                   É uma matriz nula 2 x 2.
           0       0
Étoda matriz quadrada em que os
elementos não pertencentes à
diagonal principal são todos nulos.
Por exemplo:
É uma matriz quadrada onde aij = 0,
 para i ≠ j, isto é, os elementos que não
 estão na diagonal principal são nulos.
Toda matriz quadrada em que todos os elementos
 fora da diagonal principal são iguais a zero é
 chamada matriz diagonal.

 Chama-se traço de uma matriz quadrada a
  soma dos elementos de sua diagonal principal.

                                        ½     0    0
                  3        0   N=
          M=                            0     0    0
                  0    –5
                                        0     0    2

        Traço de M é –2.            Traço de N é 3/2.
Calcule   o  traço    da   matriz    quadrada                           A
 abaixo, sabendo que ela é matriz diagonal.

                                x – 2y       x–y+6
                      A=
                                x + 2y          x+y

         x + 2y = 0                             x + 2y = 0
                                         ⇒                           +
         x–y+6=0             x (2)              2x – 2y + 12 = 0
                                                 3x + 12 = 0
      ⇒ x = –4        e     y=2

     O traço da matriz é:            x – 2y + x + y      = 2x – y   = –10
 Chama-se matriz identidade de ordem n a matriz
  quadrada indicada In tal que.

      Os elementos da diagonal principal são todos iguais a 1;


      Todos os outros elementos são iguais a 0;

             1     0
     I2 =                é matriz identidade de ordem 2.
             0     1

             1     0     0
     I3 =    0     1     0    é matriz identidade de ordem 3.

             0     0     1
Desse modo, se a matriz A é do tipo
 m x n, At é do tipo n x m.
Note que a 1ª linha de A corresponde à
1ª coluna de At e a 2ª linha de A
corresponde à 2ª coluna de At.
Veja como podemos apresentar os dados
 referente à tabela da introdução de
 matrizes.
                                               2006     2007
          Ana    Carlos   Pedro        Ana     80       76
  2006    80      75       72,5       Carlos   75       82,5
  2007    76     82,5      78         Pedro    72,5     78

            80     75     72,5                   80      76
     A=                           ⇒       B=
            76    82,5    78                     75      82,5

                                                 72,5    78
Se A é uma matriz do tipo m x n, chama-se
 transposta de A (simbolicamente At), a matriz do
 tipo n x m, obtida de A, trocando-se de posição
 linhas com colunas, de forma que

        A = (aij)m x n   ⇒          At = (aji)n x m

                                     2 3
                         ⇒
           2   –1   1
  A =                        At =
           3   0    –5               –1 0
                                     1 –5
matriz quadrada de ordem n tal
 que A = At . Por exemplo,




é simétrica, pois a12 = a21 = 5, a13 =
a31 = 6, a23 = a32 = 4, ou seja, temos
sempre        a ij = a ij.
Toda matriz quadrada que é igual a
 sua transposta é chamada matriz
 simétrica.
            A é simétrica ⇔ A = At

 Exemplo          1   –3   5
           N =   –3   2    –1
                  5   –1   6
Obtenha m, n, e                   p,       para      que       seja
 simétrica a matriz.
                            3       m+n          2
                 P=
                           –1           1        5

                          m – 2n    p+2          0

    m + n = –1             m + n = –1                2m + 2n = –2
                      ⇒                      ⇒                             +
    m – 2n = 2             m – 2n = 2                m – 2n = 2
                                                     3m = 0
    p+2=5             ⇒ p=3                 ⇒ m=0           e     n = –1
Toda matriz quadrada que é igual à
 oposta de sua transposta é chamada
 matriz anti-simétrica.
     A é anti-simétrica ⇔ A = –At

 Exemplo
                 0 3 –5
           N =   –3 0 –1
                 5 1 0
Complete a matriz para que ela seja
 anti-simétrica.

             0
            ....     2
                   ....    5
      Q =
             –2    ....
                     0     3
            ....
             –5    ....
                    –3    ....
                           0
matriz -A obtida a partir de A
 trocando-se o sinal de todos os
 elementos de A.
Chama-se oposta de uma matriz A a
 matriz   representada   por    –A,  cujos
 elementos são os opostos dos elementos de
 mesma posição em A.
                         0   –3
A oposta da matriz A =            , é a matriz
                         2   –5

             0     3
    –A =
            –2     5
Duas matrizes A = (aij)mxn e B =
 (bij)mxn de mesma ordem, são
 iguais se, e somente se, aij = bij.
Dizemos que duas matrizes A e B são
 iguais só se elas são do mesmo tipo e
 cada elemento de uma delas é igual
 ao elemento de mesma posição da
 outra.
Se alguma das condições anteriores
 falhar, dizemos que A e B são
 matrizes diferentes.
Verificar se as matrizes A e B abaixo são
 iguais.
         2   1              2   1
  A =                 B =
         5   4              8   4
         8   7              5   7

 As matrizes são do mesmo tipo (3 x 2) e
  têm os mesmos elementos. Elas são
  diferentes pois os elementos 5 e 8 ocupam
  posições diferentes.
Calcular x, y, z e t para que ocorra a
 igualdade.
       2x     –1            4     x+z
      y+1      3    =
                            5     t–y


      2x = 4       ⇒ 2x = 22      ⇒ x=2
      y+1=5        ⇒ y=4
      x + z = –1   ⇒ 2 + z = –1   ⇒ z = –3
      t–y=3        ⇒ t–4=3        ⇒ t=7
1 – Determine a, b, c e d para que se tenha



2 – Determine x, y e z que satisfaçam;



3 – Em cada item determine, caso exista, o
número real m que satisfaz a igualdade:
4 – seja A = (aij)2x3, em que aij = i + j. Determine
m, n e p em B =


, a fim de que tenhamos A = B.
5 – Determine os valores de a, b, c, d, e e f que
tornam verdadeira a igualdade:
Em certos casos surge a necessidade de
 efetuar operações com matrizes.


  Adição;
  Subtração;
  Multiplicação de uma constante real por
   uma matriz;
  Multiplicação.
Sendo A e B matrizes de mesmo tipo e k uma
 constante  real,  definem-se as    seguintes
 operações:

   Adição de matrizes: A + B é a matriz em que
    cada elemento é a soma dos elementos de mesma
     posição em A e B.

 Subtração de matrizes: A – B = A + (–B), é a
  soma de A com a oposta de B.

 Multiplicação de um número por uma matriz: kA é
  a matriz obtida multiplicando-se, por k, cada um
  dos elementos de A.
A soma de duas matrizes A = (aij)mxn
 e B = (bij)mxn de mesma ordem é uma
 matriz C = (aij)mxn tal que C = aij + bij.
A subtração de matrizes é dada
 pela sentença:

                A + B = C
Se  é um número real, o produto
desse número por uma matriz A =
(aij)mxn é uma matriz B = (bij)mxn tal
que bij =      . aij
Calcule:

  2   –1
                     4     5            2+4    –1 + 5          6    4
                 +                  =                     =
  1    3             –5   –2            1–5    3–2            –4    1




                     3    -7   10               9    -21      30
            N=                          3N =
                     -1   8    -5               -3   24       -15

                     0    4    -2               0    12       6
Observação: A + B existe se, e somente
   se, A e B forem do mesmo tipo
1 – Calcule:




2 – Sejam A =           ,B=            eC=

 Determine as matrizes:
a) A + B + C            b) A – B + C
 c) A – (B + C)         d) B – C + A
8 – Dê cada tipo das matrizes:
9 – Em cada caso determine o valor de elemento a22,
se existir:




10 – Escreva a matriz A = (aij)3x4, em que
aij = 3.i – 2j +1

11 – Determine a matriz B = (bij)4x3, em que
bij = 2 + i2 + j
12 – Determine a soma dos elementos da diagonal
principal de cada matriz quadrada seguinte:
13 – Em cada caso obtenha a transposta da matriz
dada:
14 – Seja A = (aij)3x4, em que aij = 2i + 3j2. Escreva
a matriz At.
.




15 – Qual é o elemento a46 da matriz A = (aij)8x8,
em que aij = ( - 1)i + j. ?


 16 – Seja a matriz A = (aij)3x3, em que aij = i.j.
Forneça os elementos que pertencem às diagonais
principal e secundária de A.

17 – Dê a matriz A = (aij)4x3, em que:

aij =
18 – Uma matriz quadrada A é dita simétrica
quando A = At.
a) Sabendo-se que a matriz            é simétrica,
qual é o valor de
x + 2y – z ?

 b)Uma matriz quadrada A é dita antissimétrica
quando A = - At . determine os valores de x e y a
fim de que a matriz                   seja
antiassimétrica

19 – Sejam as matrizes A = (aij)10x12, em que
aij = 2i – j, e B = (bij)10x12, em que bij = i + j.
Seja C = A + B, em que cij = aij + bij. Determine os
elementos:
a) c78               b) c1012
19 – Em um fim de semana, registrou-se o número
de fregueses que fizeram compras em uma padaria,
bem como o período (manhã, tarde ou noite) da
visita.
Na matriz a seguir, o elemento aij
indica o número de fregueses que
foram à padaria no dia i e no
período j.

Sabendo que sábado e domingo correspondem,
respectivamente, os índices 1 e 2 e que manhã, tarde e
noite são representados pelos índices 1, 2 e 3,
respectivamente, determine:
•O número de clientes que a padaria recebeu sábado à
tarde;
O número total de clientes no domingo.
Dada as matrizes abaixo obter a matriz
3M – 2N + I2.
                        –2     1
                                                     2   0
             M=                             N=
                        3      2
                                                     3   4
              3.–2           3.1        –6   3
     3.M =                          =
                  3.3        3.2        9    6


              –2.2           –2.0       –4       0
    –2.M =                          =
              –2.3           –2.4       –6 –8
Uma empresa fabrica dois produtos A e B, que
 podem ser acondicionados nas embalagens E1, E2 e
 E3, com 12, 24 ou 30 unidades, respectivamente.
 Os quadros abaixo mostram os custos de
 fabricação do produto e da embalagem, em cada
 caso.

Custo do produto (R$)     Custo da embalagem (R$)

         A      B                   A     B
    E1   60     80             E1   2     3
    E2   100   130             E2   3     4
    E3   120   160             E3   4     6
O fabricante quer vender o produto com lucro de
 50% sobre o custo do produto, mas não quer obter
 lucro no custo da embalagem. Qual será o preço
 de venda dos produtos A e B.



          60     80             2   3
   P =   100    130       E =   3   4
         120    160             4   6


 O preço de venda é obtido efetuando-se a
  operação: 1,5 . P + E
V = 1,5 . P + E
        60      80                        2       3
        100    130            E =         3       4
 P =
        120    160                        4       6

          1,5.60    1,5.80                90 120
1,5 . P = 1,5.100   1,5.130       =       150 195
          1,5.120   1,5.160               180 240

              90     120              2   3           92    123
1,5 . P + E = 150    195      +       3   4   =       153   199
              180    240                              184   246
                                      4   6
Dada as matrizes abaixo obter a
 matriz 3M – 2N + I2.
          –2   1                  2   0
    M =                 N =
          3    2
                                  3   4
3M –2N + I2 = 3.M + (–2.N) + I2 =
                              1       0       –9   3
= –6   3 + –4      0     +                =
   9   6   –6      –8         0       1       3    –1
 Dadas  duas matrizes A = (aij)mxn e B =
 (bij)mxn, o produto da matriz A pela
 matriz B, nesta ordem, somente será
 possível quando o número de colunas da
 matriz A for igual ao número de linhas
 da matriz B.



A matriz produto (A x B)mxn terá número de
linhas de A e número de colunas de B.
 Os   elementos da matriz produto são
    obtidos multiplicando-se cada elemento
    das linhas da matriz A pelo
    correspondente elemento das colunas da
    matriz B e adicionando os produtos
    obtidos.




    Vamos multiplicar a matriz
    para entender como se obtém cada Cij:
Assim ,
 Observe que:




Portanto ,        A, ou seja, para a multiplicação de
                  matrizes não
     vale a propriedade comutativa.
Da definição, temos que a matriz produto A . B
só existe se o número de colunas de A for igual ao
número de linhas de B:
A matriz produto terá o número de
linhas de A (m) e o número de colunas
de B(n):




Se A3 x 2 e B 2 x 5 , então ( A . B ) 3 x 5
Se A 4 x 1 e B 2 x 3, então não existe o
produto
Se A 4 x 2 e B 2 x 1, então ( A . B ) 4 x 1
1 – Determine, se existirem, os produtos:
31 – Sejam as matrizes:




Determine se existir:
a) A.B        d) Bt.C
b) B.A        e) B.At
c) A.C        f) (3.A).B
Encontre os valores de x e y, para que a
 matriz M abaixo seja nula.

              x2 – 1            x2 – x – 2
     M =
              x 2 – y2            x + y

       x2 – 1 = 0             ⇒ x = ±1
       x2 – x – 2 = 0         ⇒ x = –1 ou x = 2
       x2 – y2 = 0
       x+y=0                  ⇒ x = –y


                        ⇒ x = –1 e y = 1
Toda matriz quadrada na qual são nulos
 todos os elementos situados num mesmo
 lado da diagonal principal.

 Exemplos

            3 1            ½    7   3
     A =
            0 –5    B =    0   –2   1
                           0    0   2
Resolver a equação 3X – A = 2B, onde
              –5     0    B =             1    –3
    A =       –1     4                    2     1
A matriz X deve ser do mesmo tipo de
 A e B.         X=
                    x y

                              z       t


                          x   y           –5   0           1   –3
    3.X – A = 2B ⇒   3.               –             = 2.
                          z       t       –1   4           2   1
 Resolver a equação 3X – A = 2B, onde

                       –5   0                       1 –3
             A=                            B=
                       –1   4                       2        1

 Equações como essa podem ser resolvidas, também, como se fossem
 equações algébricas. Veja.

                                                                      1
  3.X – A = 2B         ⇒    3.X = A + 2B            ⇒    X=               (A + 2B)
                                                                      3


                  –5    0           2   –6              –3       –6
  A + 2B =                      +               =
                  –1    4           4      2            3        6
Resolver a equação 3X – A = 2B, onde
                 –5   0              1 –3
            A=                  B=
                 –1   4              2    1

Equações como essa podem ser resolvidas, também,
como se fossem equações algébricas. Veja.

3.X – A = 2B ⇒ 3.X = A + 2B
                                     ⇒
                                         X = 1    (A + 2B)
                                              3

       1    –3   –6         –1 –2
 X =                      = 1 2
        3    3    6
23 – Resolva as seguintes equações
matriciais:
24 – Determine a matriz X, tal que
( X + A)t = B, sendo:

                 e



25 – Dada a matriz

, obtenha as matrizes:
a) 4.A          b) 1/3.A       c) – 2.A
26 – Sejam as matrizes               e



. Determine as seguintes matrizes:
a) 3.A + B         b) A – 3.B
 c) 2.A + 4.B      d) 5.A – 2.B

Matriz alunos

  • 1.
    Fabiana de SousaSantos Gonçalves
  • 3.
    O colégio Talesdistribui, durante o ano letivo, 100 pontos por matéria. O quadro a seguir mostra os totais de pontos obtidos por Ana, Carlos e Pedro, em Matemática nos anos de 2006 e 2007. Ana Carlos Pedro 2006 80 75 72,5 2007 76 82,5 78  Quadros como esses ajudam a organizar dados. Fica mais fácil analisá-los, combiná-los com outros.
  • 4.
    Foi o matemáticoinglês, James Joseph, Sylvester, quem usou pela primeira vez esta forma de trabalhar com um conjunto de informações, dispondo-as em linhas e colunas em uma tabela. A um quadro desse tipo, damos o nome de Matriz. Cada número que o constitui é um elemento da matriz. O quadro apresentado é uma matriz 2 x 3, isto é, possui 2 linhas e 3 colunas.
  • 5.
     Matriz Podemos dizerque uma matriz é uma tabela com colunas (vertical) e linhas (horizontal). Então chamamos de matriz toda tabela m x n sendo que m e n podem assumir qualquer valor natural menos o zero. Sendo que m é o número de linhas e n o número de colunas. Para representar uma matriz devemos colocar as linhas e colunas entre parênteses, chaves ou entre duas barras duplas, veja alguns exemplos:
  • 6.
    Para nomear matrizes,usamos letras latinas maiúsculas. Seus elementos ficam dentro de parênteses ou colchetes.  Exemplo 80 75 72,5 80 75 72,5 A= ou A = 76 85,2 78 76 82,5 78
  • 7.
    Nossa matriz tem2 linhas e 3 colunas. Dizemos que ela é do tipo 2 x 3 (dois por três) ou, simplesmente, uma matriz 2 x 3. 80 75 72,5 → 1ª linha A = 76 82,5 78 → 2ª linha 1ª coluna 2ª coluna 3ª coluna  Nossa matriz é indicada por A2x3.
  • 8.
    Observe que emcada matriz dos exemplos à esquerda, tem ao lado indicando o número de linhas e o de colunas da matriz, o primeiro exemplo esta indicado 2 x 3 que lê assim a matriz é de ordem dois por três. Se pegarmos uma matriz qualquer de ordem m x n, como iríamos representá-la? Cada elemento de uma matriz pertence a uma linha e uma coluna. Dada a matriz de ordem 3 x 2:
  • 10.
    De maneira geral,indicamos um elemento de uma matriz por uma letra minúscula, acompanhada de dois índices, que definem sua posição na matriz.  Um elemento genérico da matriz A é indicado assim: i indica a linha do elemento aij j indica a coluna do elemento
  • 11.
    a11 ; a21; a12 ; a22 são elementos da matriz de ordem 2 x 2 (duas linhas e duas colunas). Então o elemento a21 pertence a 2ª linha e 1º coluna.
  • 12.
    O elemento -5 pertence a 1ª linha e a 1ª coluna. O elemento 2 pertence a 2ª linha e 2ª coluna.  Pararepresentarmos uma matriz de ordem 2 x 2 onde não temos seus elementos definidos, representamos da seguinte forma:
  • 13.
     Se me n são dois números naturais positivos, chama-se matriz do tipo m x n todo quadro formado por m.n números reais, dispostos de forma ordenada em m linhas e n colunas.  Uma matriz genérica Am x n pode ser representada assim: a11 a12 a13 ... a1n a21 a22 a23 ... a2n A = ... ... ... ... ... am1 am2 am3 ... amn  De forma simplificada, temos A = [aij]m x n
  • 14.
    Na matriz Arepresentada a seguir, cada elemento aij indica a média, em Matemática, da turma i no bimestre j. Identificar o tipo de matriz e obter a média da turma 2 no 3.º bimestre e a média da turma 3 no 4.º bimestre. 6,2 8,3 9 7,4 A = 8 7,3 8,7 6,5 7,2 8,1 6,9 7  A3 x 2.  a23 = 8,7  a34 = 7
  • 15.
    Na matriz Aexemplificada, temos A= 80 75 72,5 76 82,5 78  a11 = 80  a12 = 75  a13 = 72,5  a21 = 76  a = 82,5 22  a23 = 78
  • 17.
    Uma matriz pode ser definida, indicando-se seu tipo e uma fórmula para o cálculo de cada elemento aij, em função de i e j.
  • 18.
    Construir a matrizA = (aij)3x2, em que aij = 3i – j. a11 a12 2 1 A= a21 a22 A = 5 4 a31 a32 8 7  aij = 3i – j a11 = 3.1 – 1 = 2 a12 = 3.1 – 2 = 1 a21 = 3.2 – 1 = 5 a22 = 3.2 – 2 = 4 a31 = 3.3 – 1 = 8 a32 = 3.3 – 2 =7
  • 19.
    Construir a matrizB = (bij)2x2, tal que bij = 2i + j, se i ≥ j ji , se i < j b11 b12 B= b21 b22 b11 = 2.1 + 1 = 3 b12 = 21 = 2 3 2 B= b21 = 2.2 + 1 = 5 5 6 b22 = 2.2 + 2 = 6
  • 20.
    Exemplo: Escrevaa matriz A = (a A matriz A é de ordem 2 x 3, então podemos escrevê-la assim: ( i j)2 x 3 tal que aij = 2i + j.
  • 21.
     Agora os números que ocuparam o lugar de: a11, a21, a12, a22, a13 e a23, irão depender da equação dada no enunciado: aij = 2i + j. Então iremos calcular cada elemento sabendo que: i é a linha que o elemento pertence. j é a coluna que o elemento pertence. a11 = 2 . 1 + 1 a21 = 2 . 2 + 1 a11 = 3 a21 = 5 a12 = 2 . 1 + 2 a22 = 2 . 2 + 2 a12 = 4 a22 = 6 a13 = 2 . 1 + 3 a23 = 2 . 2 + 3 a =5 a =7
  • 22.
    Então os elementosque pertencem a matriz A são:
  • 24.
    1 – Umarede é composta por cinco lojas, numeradas de 1 a 5. A tabela a seguir apresenta o faturamento, em dólares, de cada loja nos quatro primeiros dias de janeiro: Cada elemento aij dessa matriz é o faturamento da loja i no dia j. a) Qual foi o faturamento da loja 3 no dia 2? b) Qual foi o faturamento de todas as lojas no dia 3? c) Qual foi o faturamento da loja 1 nos 4 dias?
  • 25.
    2 – Representeexplicitamente cada uma das matrizes: 3 – Identifique os tipos de matrizes:
  • 26.
    4 – Determinequantos elementos possui uma matriz do tipo: a) 1 x 6 b) 4 x 1 c) 3 x 3 d) 3 x 5 5 – É dada a matriz , Identifique os elementos da: a) 1ª linha b) 3ª linha c) 4ª linha d) 2ª coluna 6 – Considere a matriz Determine o valor dos seguintes elementos: a) b11 b) b21 c) b12 d) b23 e) b32 f) b22
  • 27.
    7 – Umamatriz possui quatro elementos. Quais os tipos possíveis para essa matriz? 8 – Determine a matriz A = (aij)2x3 , tal que: a) aij = i + 2.j c) aij = 2.i – j b) aij = i2 + j d) aij = j – 2.i 9 – Determine a matriz A = (aij)3x3 tal que: a) aij = 1, se i = j c) aij = i + j, se i = j 0, se i ≠ j - i – j, se i ≠ j b) aij = 2, se i = j d) aij = i2 , se i = j -1, se i ≠ j j2 , se i ≠ j 10 – Obter a matriz A = (aij)2x2 definida por aij = 3.i – j2 +3.
  • 28.
    É toda matrizdo tipo 1xn(n ∈ R*). Observe os exemplos:
  • 29.
    É toda matriz do tipo mx1(m R*).
  • 30.
    Uma matriz quetem apenas uma linha é chamada de matriz linha. Uma matriz que tem somente uma coluna é denominada de matriz coluna.  Exemplos –1 2 5 É uma matriz linha 1 x 3. 3 É uma matriz coluna 2 x 1. 6
  • 31.
    É Toda matrizquadrada possui duas diagonais: • A principal, composta por elementos aij tais que i=j, isto é:  Toda matriz cujo numero de linhas é igual ao numero de colunas. Assim, chamamos matriz quadrada de ordem n toda matriz do tipo n x n. Exemplos:
  • 32.
    A secundária, emque os elementos aij são tais que, i+j = n+1. veja como são as diagonais de uma matriz quadrada do tipo 3×3.
  • 33.
    Chama-se matriz quadradatoda matriz em que o número de linhas é igual ao de colunas. O número de linhas (ou colunas) é a ordem da matriz. 0 3 é matriz quadrada de ordem 2. –2 5 3 0 –3 7 2 –5 é matriz quadrada de ordem 3. 1 4 0
  • 34.
    Numa matriz quadradaA =[aij], de ordem n, chama-se  Diagonal principal o conjunto dos elementos aij em que i = j;  Diagonal secundária o conjunto dos elementos aij em que i + j = n + 1; Diagonal secundária a11 a12 a13 (i + j = 4) a21 a22 a23 Diagonal principal a31 a32 a33 (i = j)
  • 35.
    É toda matriz do tipo m x n cujos elementos são todos nulos. Para indicar uma matriz nula utiliza-s a notação:
  • 36.
    Uma matriz quetem os seus elementos iguais a zero é chamada matriz nula. Existe uma matriz nula de cada tipo. A matriz nula pode ser indicada por Om x n. O = 0 0 0 É uma matriz nula 2 x 3. 0 0 0 0 0 O = É uma matriz nula 2 x 2. 0 0
  • 37.
    Étoda matriz quadradaem que os elementos não pertencentes à diagonal principal são todos nulos. Por exemplo:
  • 38.
    É uma matrizquadrada onde aij = 0, para i ≠ j, isto é, os elementos que não estão na diagonal principal são nulos.
  • 39.
    Toda matriz quadradaem que todos os elementos fora da diagonal principal são iguais a zero é chamada matriz diagonal.  Chama-se traço de uma matriz quadrada a soma dos elementos de sua diagonal principal. ½ 0 0 3 0 N= M= 0 0 0 0 –5 0 0 2 Traço de M é –2. Traço de N é 3/2.
  • 40.
    Calcule o traço da matriz quadrada A abaixo, sabendo que ela é matriz diagonal. x – 2y x–y+6 A= x + 2y x+y x + 2y = 0 x + 2y = 0 ⇒ + x–y+6=0 x (2) 2x – 2y + 12 = 0 3x + 12 = 0 ⇒ x = –4 e y=2 O traço da matriz é: x – 2y + x + y = 2x – y = –10
  • 41.
     Chama-se matrizidentidade de ordem n a matriz quadrada indicada In tal que.  Os elementos da diagonal principal são todos iguais a 1;  Todos os outros elementos são iguais a 0; 1 0 I2 = é matriz identidade de ordem 2. 0 1 1 0 0 I3 = 0 1 0 é matriz identidade de ordem 3. 0 0 1
  • 42.
    Desse modo, sea matriz A é do tipo m x n, At é do tipo n x m. Note que a 1ª linha de A corresponde à 1ª coluna de At e a 2ª linha de A corresponde à 2ª coluna de At.
  • 43.
    Veja como podemosapresentar os dados referente à tabela da introdução de matrizes. 2006 2007 Ana Carlos Pedro Ana 80 76 2006 80 75 72,5 Carlos 75 82,5 2007 76 82,5 78 Pedro 72,5 78 80 75 72,5 80 76 A= ⇒ B= 76 82,5 78 75 82,5 72,5 78
  • 44.
    Se A éuma matriz do tipo m x n, chama-se transposta de A (simbolicamente At), a matriz do tipo n x m, obtida de A, trocando-se de posição linhas com colunas, de forma que A = (aij)m x n ⇒ At = (aji)n x m 2 3 ⇒ 2 –1 1 A = At = 3 0 –5 –1 0 1 –5
  • 45.
    matriz quadrada deordem n tal que A = At . Por exemplo, é simétrica, pois a12 = a21 = 5, a13 = a31 = 6, a23 = a32 = 4, ou seja, temos sempre a ij = a ij.
  • 46.
    Toda matriz quadradaque é igual a sua transposta é chamada matriz simétrica. A é simétrica ⇔ A = At Exemplo 1 –3 5 N = –3 2 –1 5 –1 6
  • 47.
    Obtenha m, n,e p, para que seja simétrica a matriz. 3 m+n 2 P= –1 1 5 m – 2n p+2 0 m + n = –1 m + n = –1 2m + 2n = –2 ⇒ ⇒ + m – 2n = 2 m – 2n = 2 m – 2n = 2 3m = 0 p+2=5 ⇒ p=3 ⇒ m=0 e n = –1
  • 48.
    Toda matriz quadradaque é igual à oposta de sua transposta é chamada matriz anti-simétrica. A é anti-simétrica ⇔ A = –At Exemplo 0 3 –5 N = –3 0 –1 5 1 0
  • 49.
    Complete a matrizpara que ela seja anti-simétrica. 0 .... 2 .... 5 Q = –2 .... 0 3 .... –5 .... –3 .... 0
  • 50.
    matriz -A obtidaa partir de A trocando-se o sinal de todos os elementos de A.
  • 51.
    Chama-se oposta deuma matriz A a matriz representada por –A, cujos elementos são os opostos dos elementos de mesma posição em A. 0 –3 A oposta da matriz A = , é a matriz 2 –5 0 3 –A = –2 5
  • 53.
    Duas matrizes A= (aij)mxn e B = (bij)mxn de mesma ordem, são iguais se, e somente se, aij = bij.
  • 54.
    Dizemos que duasmatrizes A e B são iguais só se elas são do mesmo tipo e cada elemento de uma delas é igual ao elemento de mesma posição da outra. Se alguma das condições anteriores falhar, dizemos que A e B são matrizes diferentes.
  • 55.
    Verificar se asmatrizes A e B abaixo são iguais. 2 1 2 1 A = B = 5 4 8 4 8 7 5 7  As matrizes são do mesmo tipo (3 x 2) e têm os mesmos elementos. Elas são diferentes pois os elementos 5 e 8 ocupam posições diferentes.
  • 56.
    Calcular x, y,z e t para que ocorra a igualdade. 2x –1 4 x+z y+1 3 = 5 t–y 2x = 4 ⇒ 2x = 22 ⇒ x=2 y+1=5 ⇒ y=4 x + z = –1 ⇒ 2 + z = –1 ⇒ z = –3 t–y=3 ⇒ t–4=3 ⇒ t=7
  • 58.
    1 – Determinea, b, c e d para que se tenha 2 – Determine x, y e z que satisfaçam; 3 – Em cada item determine, caso exista, o número real m que satisfaz a igualdade:
  • 59.
    4 – sejaA = (aij)2x3, em que aij = i + j. Determine m, n e p em B = , a fim de que tenhamos A = B. 5 – Determine os valores de a, b, c, d, e e f que tornam verdadeira a igualdade:
  • 61.
    Em certos casossurge a necessidade de efetuar operações com matrizes.  Adição;  Subtração;  Multiplicação de uma constante real por uma matriz;  Multiplicação.
  • 62.
    Sendo A eB matrizes de mesmo tipo e k uma constante real, definem-se as seguintes operações:  Adição de matrizes: A + B é a matriz em que cada elemento é a soma dos elementos de mesma posição em A e B.  Subtração de matrizes: A – B = A + (–B), é a soma de A com a oposta de B.  Multiplicação de um número por uma matriz: kA é a matriz obtida multiplicando-se, por k, cada um dos elementos de A.
  • 63.
    A soma deduas matrizes A = (aij)mxn e B = (bij)mxn de mesma ordem é uma matriz C = (aij)mxn tal que C = aij + bij. A subtração de matrizes é dada pela sentença: A + B = C
  • 64.
    Se éum número real, o produto desse número por uma matriz A = (aij)mxn é uma matriz B = (bij)mxn tal que bij = . aij
  • 65.
    Calcule: 2 –1 4 5 2+4 –1 + 5 6 4 + = = 1 3 –5 –2 1–5 3–2 –4 1 3 -7 10 9 -21 30 N= 3N = -1 8 -5 -3 24 -15 0 4 -2 0 12 6
  • 66.
    Observação: A +B existe se, e somente se, A e B forem do mesmo tipo
  • 68.
    1 – Calcule: 2– Sejam A = ,B= eC= Determine as matrizes: a) A + B + C b) A – B + C c) A – (B + C) d) B – C + A
  • 69.
    8 – Dêcada tipo das matrizes:
  • 70.
    9 – Emcada caso determine o valor de elemento a22, se existir: 10 – Escreva a matriz A = (aij)3x4, em que aij = 3.i – 2j +1 11 – Determine a matriz B = (bij)4x3, em que bij = 2 + i2 + j
  • 71.
    12 – Determinea soma dos elementos da diagonal principal de cada matriz quadrada seguinte:
  • 72.
    13 – Emcada caso obtenha a transposta da matriz dada:
  • 73.
    14 – SejaA = (aij)3x4, em que aij = 2i + 3j2. Escreva a matriz At. . 15 – Qual é o elemento a46 da matriz A = (aij)8x8, em que aij = ( - 1)i + j. ? 16 – Seja a matriz A = (aij)3x3, em que aij = i.j. Forneça os elementos que pertencem às diagonais principal e secundária de A. 17 – Dê a matriz A = (aij)4x3, em que: aij =
  • 74.
    18 – Umamatriz quadrada A é dita simétrica quando A = At. a) Sabendo-se que a matriz é simétrica, qual é o valor de x + 2y – z ? b)Uma matriz quadrada A é dita antissimétrica quando A = - At . determine os valores de x e y a fim de que a matriz seja antiassimétrica 19 – Sejam as matrizes A = (aij)10x12, em que aij = 2i – j, e B = (bij)10x12, em que bij = i + j. Seja C = A + B, em que cij = aij + bij. Determine os elementos: a) c78 b) c1012
  • 75.
    19 – Emum fim de semana, registrou-se o número de fregueses que fizeram compras em uma padaria, bem como o período (manhã, tarde ou noite) da visita. Na matriz a seguir, o elemento aij indica o número de fregueses que foram à padaria no dia i e no período j. Sabendo que sábado e domingo correspondem, respectivamente, os índices 1 e 2 e que manhã, tarde e noite são representados pelos índices 1, 2 e 3, respectivamente, determine: •O número de clientes que a padaria recebeu sábado à tarde; O número total de clientes no domingo.
  • 76.
    Dada as matrizesabaixo obter a matriz 3M – 2N + I2. –2 1 2 0 M= N= 3 2 3 4 3.–2 3.1 –6 3 3.M = = 3.3 3.2 9 6 –2.2 –2.0 –4 0 –2.M = = –2.3 –2.4 –6 –8
  • 77.
    Uma empresa fabricadois produtos A e B, que podem ser acondicionados nas embalagens E1, E2 e E3, com 12, 24 ou 30 unidades, respectivamente. Os quadros abaixo mostram os custos de fabricação do produto e da embalagem, em cada caso. Custo do produto (R$) Custo da embalagem (R$) A B A B E1 60 80 E1 2 3 E2 100 130 E2 3 4 E3 120 160 E3 4 6
  • 78.
    O fabricante quervender o produto com lucro de 50% sobre o custo do produto, mas não quer obter lucro no custo da embalagem. Qual será o preço de venda dos produtos A e B. 60 80 2 3 P = 100 130 E = 3 4 120 160 4 6  O preço de venda é obtido efetuando-se a operação: 1,5 . P + E
  • 79.
    V = 1,5. P + E 60 80 2 3 100 130 E = 3 4 P = 120 160 4 6 1,5.60 1,5.80 90 120 1,5 . P = 1,5.100 1,5.130 = 150 195 1,5.120 1,5.160 180 240 90 120 2 3 92 123 1,5 . P + E = 150 195 + 3 4 = 153 199 180 240 184 246 4 6
  • 80.
    Dada as matrizesabaixo obter a matriz 3M – 2N + I2. –2 1 2 0 M = N = 3 2 3 4 3M –2N + I2 = 3.M + (–2.N) + I2 = 1 0 –9 3 = –6 3 + –4 0 + = 9 6 –6 –8 0 1 3 –1
  • 81.
     Dadas duas matrizes A = (aij)mxn e B = (bij)mxn, o produto da matriz A pela matriz B, nesta ordem, somente será possível quando o número de colunas da matriz A for igual ao número de linhas da matriz B. A matriz produto (A x B)mxn terá número de linhas de A e número de colunas de B.
  • 82.
     Os elementos da matriz produto são obtidos multiplicando-se cada elemento das linhas da matriz A pelo correspondente elemento das colunas da matriz B e adicionando os produtos obtidos.  Vamos multiplicar a matriz para entender como se obtém cada Cij:
  • 87.
    Assim , Observeque: Portanto , A, ou seja, para a multiplicação de matrizes não vale a propriedade comutativa.
  • 88.
    Da definição, temosque a matriz produto A . B só existe se o número de colunas de A for igual ao número de linhas de B:
  • 89.
    A matriz produtoterá o número de linhas de A (m) e o número de colunas de B(n): Se A3 x 2 e B 2 x 5 , então ( A . B ) 3 x 5 Se A 4 x 1 e B 2 x 3, então não existe o produto Se A 4 x 2 e B 2 x 1, então ( A . B ) 4 x 1
  • 91.
    1 – Determine,se existirem, os produtos:
  • 92.
    31 – Sejamas matrizes: Determine se existir: a) A.B d) Bt.C b) B.A e) B.At c) A.C f) (3.A).B
  • 93.
    Encontre os valoresde x e y, para que a matriz M abaixo seja nula. x2 – 1 x2 – x – 2 M = x 2 – y2 x + y x2 – 1 = 0 ⇒ x = ±1 x2 – x – 2 = 0 ⇒ x = –1 ou x = 2 x2 – y2 = 0 x+y=0 ⇒ x = –y ⇒ x = –1 e y = 1
  • 94.
    Toda matriz quadradana qual são nulos todos os elementos situados num mesmo lado da diagonal principal. Exemplos 3 1 ½ 7 3 A = 0 –5 B = 0 –2 1 0 0 2
  • 96.
    Resolver a equação3X – A = 2B, onde –5 0 B = 1 –3 A = –1 4 2 1 A matriz X deve ser do mesmo tipo de A e B. X= x y z t x y –5 0 1 –3 3.X – A = 2B ⇒ 3. – = 2. z t –1 4 2 1
  • 97.
     Resolver aequação 3X – A = 2B, onde –5 0 1 –3 A= B= –1 4 2 1 Equações como essa podem ser resolvidas, também, como se fossem equações algébricas. Veja. 1 3.X – A = 2B ⇒ 3.X = A + 2B ⇒ X= (A + 2B) 3 –5 0 2 –6 –3 –6 A + 2B = + = –1 4 4 2 3 6
  • 98.
    Resolver a equação3X – A = 2B, onde –5 0 1 –3 A= B= –1 4 2 1 Equações como essa podem ser resolvidas, também, como se fossem equações algébricas. Veja. 3.X – A = 2B ⇒ 3.X = A + 2B ⇒ X = 1 (A + 2B) 3 1 –3 –6 –1 –2 X = = 1 2 3 3 6
  • 100.
    23 – Resolvaas seguintes equações matriciais:
  • 101.
    24 – Determinea matriz X, tal que ( X + A)t = B, sendo: e 25 – Dada a matriz , obtenha as matrizes: a) 4.A b) 1/3.A c) – 2.A
  • 102.
    26 – Sejamas matrizes e . Determine as seguintes matrizes: a) 3.A + B b) A – 3.B c) 2.A + 4.B d) 5.A – 2.B