E.E.B.A.P – 3º Ano Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum          1
          Matrizes.                                                  Se quisermos saber a quantidade de carros Gol
                                                             vendidos em março, iremos procurar o número que
          Em um observatório meteorológico, um               está na primeira linha e terceira coluna da tabela.
 cientista foi incumbido de registrar, de hora em hora, a           Tabelas como estas são denominadas
 temperatura de uma região durante os quatro primeiros       matrizes. Vamos formalizar uma estrutura
 dias do mês de junho. Depois de realizado o trabalho, o
 meteorologista apresentou um relatório com a seguinte
                                                             algébrica para as matrizes, ou seja, definiremos
 tabela:                                                     igualdade e operações com elas.


          i                                                              Notação e Representação.
               1   2    3    4
          j
                                                                      Chama-se matriz do tipo mn (lê-se “m
          1   18 15 19 17
                                                             por n”) toda tabela de números dispostos em m
          2   17 16 18 17
                                                             linhas e n colunas.
          3   16 18 20 17
                                                                      Representamos as matrizes por letras
          4   16 17 20 19                                    maiúsculas, colocando –se seus elementos entre
          5   17 19 19 20                                    parênteses ou colchetes e representando-os por letras
          6   18 19 17 20                                    minúsculas acompanhados de índices que indicam,
          7   18 19 17 20                                    respectivamente, a linha e a coluna que o elemento
            Vejamos um exemplo:                              ocupa na matriz.
          8   19 20 21 19
          9   20 21 23 21
         Considere a tabela a seguir, que indica o número   de vendas efetuadas por uma agência de automóveis durante o pri
                                                                    Observe:
         10 20 22 21 22
         11 21 21 22 23
         12 23 21 20 23
                                                                          a11   a12     a1n 
                                                                         a              a 2n 
         13 22 20 21 22                                                          a 22
                                                                     A   21                  
         14 22 21 22 20                                                                
         15 21 23 21 21                                                                       
         16 20 21 20 19                                                  a m1   a m1    a mn  MxN
         17 20 21 21 20
         18 19 20 21 20
         19 18 19 22 21                                             Exemplo:
         20 19 20 22 20
         21 18 19 20 19
                                                                                 9 4 
                                                                                 
                                                                    Na matriz A  5 6
                                                                                      
         22 17 18 19 18
                                                                                     
         23 17 18 18 17                                                          1 3 3 x 2
                                                                                     
         24 17 18 16 15

        Note a simplicidade dessa tabela. Se
 quisermos, por exemplo, saber qual foi a                            O número 9 esta posicionado na linha 1 e
 temperatura às 9h do dia 3 de junho, basta                  coluna 1; indica-se esse elemento por a11 , ou seja,
 olharmos para a intersecção da linha 9 com a                 a11 = 9;
 coluna 3 e encontraremos os 23°C.                                   O 4 esta posicionado a linha 1 e coluna 2;
         Vejamos outro exemplo.                              indica-se esse elemento por a12 , ou seja, a12 = 4;
                                                                     O 5 esta posicionado na linha 2 e coluna 1;
       Considere a tabela a seguir, que indica o
                                                             indica-se esse elemento por a21 , ou seja, a21 = 5.
  número de vendas efetuadas por uma agência de
  automóveis durante o primeiro trimestre do ano                     Analogamente, a22 = 6, a31 = 1 e a32 = -3.

            Janeiro     Fevereiro      Março                        Podemos também representar uma matriz por:
Gol           20           18           25
                                                             A = (aiJ), tal que aiJ, satisfaz uma determinada
Palio         12           10           15
Celta         15            9           20                   condição.
Fiesta        18           15           21
E.E.B.A.P – 3º Ano Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum        2
        Exemplo:                                                       Neste caso definimos duas         diagonais, a
                                                               principal e a secundária, onde:
        Escreva a matriz representada por:
   a) A = (aij)2x2, tal que aij = i + j.                                            a ij  DP  i  j
   b) A = (aij)1x3, tal que aij = 2i - j                                       a ij  DS  i  j  n  1
   c) A = (aij)2x3, tal que aij = (i + j)2.
                                                                       Temos para este caso:
                                   2 , se , i  j
   d) C = (cij)3x3, tal que c ij                                      
                                   i  j , se , i  j
                                                                              Diagonal Principal: D.P = 1, 4, 8 e
                                                                             Diagonal Secundária: D.S = 0, 4, 1.
   e) D = (dij)2x4, tal que:
                  i 2 , se , i  j           par                                Tipos de Matrizes.
          d ij  
                 2i. j , se , i  j          ímpar               a) Matriz Nula.
                                                                       Matriz onde todos os elementos são zeros.
                    Formas de Matrizes.
                                                                                          0 0 0 
       De acordo com o número de linhas(m) e de                        Exemplo:         A      
colunas(n), as matrizes recebem nomes especiais.                                          0 0 0  2 X 3
   a) Matriz Retangular.( m  n).
        Toda matriz que possui o número de linhas                 b) Matriz Escalar.
diferentes do número de colunas.
        Exemplos:                                                                  a 0 0 
                                                                                   
                                                                       Exemplo: A  0 a 0
                                                                                           , onde a  0
                                                                                         
                             0   2                                               0 0 a  3 X 3
           2  5 7          3 5                                                     
         A              B      
           0 1  8 2 X 3    8  5 3 X 2
                                                                c) Matriz Identidade.
                        Casos Particulares:                            Matriz escalar onde os elementos da diagonal
                                                               principal valem 1.
       Matriz Linha ( 1 X n).                                         Exemplo:
        Toda matriz que possui uma única linha.)
        Exemplos:                                                          1 0 0
                                                                       A  0 1 0 
                                                                                 
         A  0  1 5 2 11X 5                                             0 0 1  3 X 3
                                                                                 
       Matriz Coluna (n X 1).
        Toda matriz que possui uma única coluna                   d) Matriz Oposta.
        Exemplos:                                                      Matriz obtida de uma matriz A, trocando-se
                                                               todos os sinais de seus elementos.
             2                                                      Exemplo:

         A 5 
                                                                                   1 2
            3 3X 1                                                   Sendo A           , então – A será:
                                                                                   2 5 2 X 2
   b) Matriz Quadrada( m = n).
                                                                                  1  2
        Toda matriz que possui igual número de linhas                        A        
e colunas.                                                                       2  5 2 X 2
        Exemplos:

              1 2 0
         A    5 4 3
                     
              1 2 8 3 X 3
                     
E.E.B.A.P – 3º Ano Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum            3
   e) Matriz Transposta.                                   III. Multiplicação de Escalar por Matriz.
        Chamamos de matriz transposta de A, e                    Dado um número real x e uma matriz A de
                     T
representamos por A , a matriz obtida de A, através da   ordem mXn, o produto de x por A é a matriz, de ordem
troca ordenada de linhas por colunas.                    mXn, obtida pela multiplicação de todos os elementos
        Exemplo:                                         da matriz A por x.

                      1 5 9                                    Exemplo:
       Sendo A              ,
                      7 6 3 2 X 3                                                          1 2
                                                                 Dadas as matrizes: A                 e
                         T
       teremos como A a seguinte matriz:                                                     3 5 2 X 2
                                                                                    1 0
                                                                                 B      ,
                    1 7                                                           2 4 2 X 2
                A  5 6
                  T
                       
                                                                 Determine:
                                                                 a) 3.A
                    9 3 3 X 2
                                                               b) -2.B

   f) Matriz Simétrica:                                                1
                                            T
                                                                 c)      A
       É uma matriz quadrada em que A = A .                            2
                                                                 d) 2A + B.
       Exemplo:
                                                                 e) 3.A - B
          2 3 5             2 3 5
           3 1 4
        A                   
                         e A  3 1 4
                            T        
                                   
          5 4 7  3 X 3
                            5 4 7  3 X 3
                                                         IV. Multiplicação de Matrizes.

        Igualdade e Operações com Matrizes.                      A multiplicação da matriz A = ( aij)mXn, pela
                                                         matriz B = ( bij)nXp, que indicamos por A.B, é a matriz
    I. Igualdade:                                        obtida pela multiplicação das linhas de A, pelas colunas
                                                         de B.
       Duas matrizes serão iguais se, possuem a                  Obs: só será possível multiplicar matrizes, se o
mesma      ordem      e  apresentam    elementos         número de colunas da primeira for igual ao número de
correspondentes iguais.                                  linhas da segunda.

       Exemplo:                                                  AmXn X BnXp = (A X B)mXp.
       Determine x, y e z, para que as matrizes A e B,
                                                                 Exemplo:
sejam iguais.                                                                                2 1 3
                                                                 Dadas as matrizes: A                    e
           x y         1 0                                                                5 4 6 2 X 3
        A       e B   z 2
           5 2  2 x 2      2x2                                  4 1 
                                                                 B  2 3 .Calcule se possível:
                                                                         
   II. Adição e Subtração.
                                                                     5 2 3 X 2
                                                                         
       Para somar(ou subtrair) matrizes, basta
somar(ou subtrair) os seus elementos correspondentes.       a)   A.B
                                                            b)   B.A
        Obs: só podemos somar ou subtrair matrizes          c)   B
                                                                  2

se elas forem de mesma ordem.                               d)   A²

       Exemplo: Dadas as matrizes:
          3 4  2
        A        e
          1 3 7  2 X 3
          1  5 2 
        B         , determine:
          0 4  7  2 X 3
        a)      A+B
        b)      A–B
E.E.B.A.P – 3º Ano Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum                 4
                                                                                   1 2 m 1
                     Exercícios.                                      4ª). Sendo   1 4 . n   5 , determine m + n
                                                                                         
1ª). Escreva as matrizes a seguir:                                                                           1
a)   A = (aij)2x2, tal que aij = 2i + j.
                                                                                                             
                                                                      5ª). Sobre o produto M.N da matriz M  1
                                                                                                             
                                                                                                             1
b)   B = (aij)2x3, tal que aij = i - j.                                                                      3 x1

c)   C = (cij)3x2, tal que:                                     pela matriz      N  1 1 11x3 dizemos que:

                     0 , se , i  j
                                                                 (    a   ) Não se define
               cij  2 , se , i  j                              (    b   ) É a matriz identidade de ordem 3
                      1, se , i  j
                                                                 (    c   ) É a uma matriz quadrada de ordem um.
                                                                  (    d   ) É a uma matriz quadrada de ordem 3
d)   D = (dij)2x2, tal que:                                       (    e   ) É uma matriz retangular 3x1.
                                                                      6ª). Dada a matriz A (aij)2x2 tal que:
                i 2 , se , i  j           par
          dij  
                 j , se , i  j           ímpar                              
                                                                            sen i  se i  j
                                                                      aij    2                , Calcule:
e)    A  (aij )3 x 2 , tal que: aij  i  j                                cos(  . j) se i  j
                                                                            
                                      1, se i = j
f)    B  (bij )3 x 2 , tal que bij                                 a)    A
                                      i+j, se i  j                  b)    A
                                                                             2



                                   0, se i  j                    7ª). A matriz C fornece, em reais, o custo das
                                                               porções de arroz, carne e salada usados num
c) B  (bij )3 x 3 , tal que aij  i, se i  j                 restaurante. A matriz P fornece o número de porções
                                   i  j , se i  j            de arroz, carne e salada usados na composição dos
                                                               pratos P1, P1 e P3 desse restaurante.

2ª). Dadas as matrizes:
                                                                                                    2 1 1 prato 1
                                                                          1 arroz
                                                                                                P  1 2 1 prato 2
        2 3
      A
                     0 2       3 2                                C  3 carne                      
              , B  1 3 e C  1 0                                                            2 2 0 prato 3
                                                                                                         
        1 0                                                         2 salada
                                                                           
                                                                                                    A C S
     Determine a matriz X, tal que:
                                                                       Forme a matriz que fornece o custo de
a)   X+C =A                                                     produção, em reais, dos pratos P1, P1 e P3.
b)   X+B=A
                                                                   8ª). Uma empresa produz certo produto em três
c)   2A = B + X                                                 modelos, A, B e C. Cada modelo é parcialmente
d)    A+B+X=0                                                   fabricado na fábrica E1 em Castanhal e então concluído
                                                                na fábrica E2 em Belém. O custo total de cada produto
                                                                consiste no custo de manufatura e no custo de
3ª). Calcule em cada caso A.B, B.A, A e B .
                                                 2   2          transporte. Onde os custos em cada fábrica (em reais)
                                                                podem ser descritos pelas matrizes E1 e E2.Calcule o
        1 1        3 4                                      custo total de C.
a)    A     e B  5 2
         2 0          
                                                                       32 40 A                               40   60 A
           5  2                                                E1  50 50  B
                                                                                                      E 2   50
                                                                                                                    50 B
                                                                                                                       
                         0 
b)    A   1 0  e B   
                                                                     70 20 C                              130   20 C
                         1                                                                                        
          0
              3                                                     fabr transp                            fabr   transp

Matrizes

  • 1.
    E.E.B.A.P – 3ºAno Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum 1 Matrizes. Se quisermos saber a quantidade de carros Gol vendidos em março, iremos procurar o número que Em um observatório meteorológico, um está na primeira linha e terceira coluna da tabela. cientista foi incumbido de registrar, de hora em hora, a Tabelas como estas são denominadas temperatura de uma região durante os quatro primeiros matrizes. Vamos formalizar uma estrutura dias do mês de junho. Depois de realizado o trabalho, o meteorologista apresentou um relatório com a seguinte algébrica para as matrizes, ou seja, definiremos tabela: igualdade e operações com elas. i Notação e Representação. 1 2 3 4 j Chama-se matriz do tipo mn (lê-se “m 1 18 15 19 17 por n”) toda tabela de números dispostos em m 2 17 16 18 17 linhas e n colunas. 3 16 18 20 17 Representamos as matrizes por letras 4 16 17 20 19 maiúsculas, colocando –se seus elementos entre 5 17 19 19 20 parênteses ou colchetes e representando-os por letras 6 18 19 17 20 minúsculas acompanhados de índices que indicam, 7 18 19 17 20 respectivamente, a linha e a coluna que o elemento Vejamos um exemplo: ocupa na matriz. 8 19 20 21 19 9 20 21 23 21 Considere a tabela a seguir, que indica o número de vendas efetuadas por uma agência de automóveis durante o pri Observe: 10 20 22 21 22 11 21 21 22 23 12 23 21 20 23  a11 a12  a1n  a  a 2n  13 22 20 21 22 a 22 A   21  14 22 21 22 20       15 21 23 21 21   16 20 21 20 19 a m1 a m1  a mn  MxN 17 20 21 21 20 18 19 20 21 20 19 18 19 22 21 Exemplo: 20 19 20 22 20 21 18 19 20 19 9 4   Na matriz A  5 6  22 17 18 19 18   23 17 18 18 17 1 3 3 x 2   24 17 18 16 15 Note a simplicidade dessa tabela. Se quisermos, por exemplo, saber qual foi a O número 9 esta posicionado na linha 1 e temperatura às 9h do dia 3 de junho, basta coluna 1; indica-se esse elemento por a11 , ou seja, olharmos para a intersecção da linha 9 com a a11 = 9; coluna 3 e encontraremos os 23°C. O 4 esta posicionado a linha 1 e coluna 2; Vejamos outro exemplo. indica-se esse elemento por a12 , ou seja, a12 = 4; O 5 esta posicionado na linha 2 e coluna 1; Considere a tabela a seguir, que indica o indica-se esse elemento por a21 , ou seja, a21 = 5. número de vendas efetuadas por uma agência de automóveis durante o primeiro trimestre do ano Analogamente, a22 = 6, a31 = 1 e a32 = -3. Janeiro Fevereiro Março Podemos também representar uma matriz por: Gol 20 18 25 A = (aiJ), tal que aiJ, satisfaz uma determinada Palio 12 10 15 Celta 15 9 20 condição. Fiesta 18 15 21
  • 2.
    E.E.B.A.P – 3ºAno Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum 2 Exemplo: Neste caso definimos duas diagonais, a principal e a secundária, onde: Escreva a matriz representada por: a) A = (aij)2x2, tal que aij = i + j. a ij  DP  i  j b) A = (aij)1x3, tal que aij = 2i - j a ij  DS  i  j  n  1 c) A = (aij)2x3, tal que aij = (i + j)2. Temos para este caso: 2 , se , i  j d) C = (cij)3x3, tal que c ij    i  j , se , i  j Diagonal Principal: D.P = 1, 4, 8 e  Diagonal Secundária: D.S = 0, 4, 1. e) D = (dij)2x4, tal que:  i 2 , se , i  j par Tipos de Matrizes. d ij   2i. j , se , i  j ímpar a) Matriz Nula. Matriz onde todos os elementos são zeros. Formas de Matrizes. 0 0 0  De acordo com o número de linhas(m) e de Exemplo: A  colunas(n), as matrizes recebem nomes especiais. 0 0 0  2 X 3 a) Matriz Retangular.( m  n). Toda matriz que possui o número de linhas b) Matriz Escalar. diferentes do número de colunas. Exemplos: a 0 0   Exemplo: A  0 a 0  , onde a  0   0 2 0 0 a  3 X 3 2  5 7   3 5    A  B  0 1  8 2 X 3  8  5 3 X 2   c) Matriz Identidade. Casos Particulares: Matriz escalar onde os elementos da diagonal principal valem 1.  Matriz Linha ( 1 X n). Exemplo: Toda matriz que possui uma única linha.) Exemplos: 1 0 0 A  0 1 0    A  0  1 5 2 11X 5 0 0 1  3 X 3    Matriz Coluna (n X 1). Toda matriz que possui uma única coluna d) Matriz Oposta. Exemplos: Matriz obtida de uma matriz A, trocando-se todos os sinais de seus elementos.   2 Exemplo: A 5     1 2  3 3X 1 Sendo A    , então – A será:    2 5 2 X 2 b) Matriz Quadrada( m = n).   1  2 Toda matriz que possui igual número de linhas A  e colunas.  2  5 2 X 2 Exemplos:  1 2 0 A    5 4 3    1 2 8 3 X 3  
  • 3.
    E.E.B.A.P – 3ºAno Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum 3 e) Matriz Transposta. III. Multiplicação de Escalar por Matriz. Chamamos de matriz transposta de A, e Dado um número real x e uma matriz A de T representamos por A , a matriz obtida de A, através da ordem mXn, o produto de x por A é a matriz, de ordem troca ordenada de linhas por colunas. mXn, obtida pela multiplicação de todos os elementos Exemplo: da matriz A por x. 1 5 9  Exemplo: Sendo A    , 7 6 3 2 X 3 1 2 Dadas as matrizes: A    e T teremos como A a seguinte matriz: 3 5 2 X 2  1 0 B  , 1 7  2 4 2 X 2 A  5 6 T   Determine: a) 3.A 9 3 3 X 2   b) -2.B f) Matriz Simétrica: 1 T c) A É uma matriz quadrada em que A = A . 2 d) 2A + B. Exemplo: e) 3.A - B 2 3 5 2 3 5  3 1 4 A  e A  3 1 4 T     5 4 7  3 X 3   5 4 7  3 X 3   IV. Multiplicação de Matrizes. Igualdade e Operações com Matrizes. A multiplicação da matriz A = ( aij)mXn, pela matriz B = ( bij)nXp, que indicamos por A.B, é a matriz I. Igualdade: obtida pela multiplicação das linhas de A, pelas colunas de B. Duas matrizes serão iguais se, possuem a Obs: só será possível multiplicar matrizes, se o mesma ordem e apresentam elementos número de colunas da primeira for igual ao número de correspondentes iguais. linhas da segunda. Exemplo: AmXn X BnXp = (A X B)mXp. Determine x, y e z, para que as matrizes A e B, Exemplo: sejam iguais. 2 1 3 Dadas as matrizes: A    e  x y 1 0  5 4 6 2 X 3 A  e B   z 2  5 2  2 x 2   2x2 4 1  B  2 3 .Calcule se possível:   II. Adição e Subtração. 5 2 3 X 2   Para somar(ou subtrair) matrizes, basta somar(ou subtrair) os seus elementos correspondentes. a) A.B b) B.A Obs: só podemos somar ou subtrair matrizes c) B 2 se elas forem de mesma ordem. d) A² Exemplo: Dadas as matrizes: 3 4  2 A  e 1 3 7  2 X 3 1  5 2  B  , determine: 0 4  7  2 X 3 a) A+B b) A–B
  • 4.
    E.E.B.A.P – 3ºAno Ens. Médio – Matemática - Profº Nélio Nahum 4 1 2 m 1 Exercícios. 4ª). Sendo 1 4 . n   5 , determine m + n      1ª). Escreva as matrizes a seguir:  1 a) A = (aij)2x2, tal que aij = 2i + j.   5ª). Sobre o produto M.N da matriz M  1    1 b) B = (aij)2x3, tal que aij = i - j.  3 x1 c) C = (cij)3x2, tal que: pela matriz N  1 1 11x3 dizemos que: 0 , se , i  j  ( a ) Não se define cij  2 , se , i  j ( b ) É a matriz identidade de ordem 3  1, se , i  j  ( c ) É a uma matriz quadrada de ordem um. ( d ) É a uma matriz quadrada de ordem 3 d) D = (dij)2x2, tal que: ( e ) É uma matriz retangular 3x1. 6ª). Dada a matriz A (aij)2x2 tal que: i 2 , se , i  j par dij    j , se , i  j ímpar    sen i  se i  j aij    2  , Calcule: e) A  (aij )3 x 2 , tal que: aij  i  j cos(  . j) se i  j  1, se i = j f) B  (bij )3 x 2 , tal que bij   a) A i+j, se i  j b) A 2 0, se i  j 7ª). A matriz C fornece, em reais, o custo das  porções de arroz, carne e salada usados num c) B  (bij )3 x 3 , tal que aij  i, se i  j restaurante. A matriz P fornece o número de porções i  j , se i  j de arroz, carne e salada usados na composição dos  pratos P1, P1 e P3 desse restaurante. 2ª). Dadas as matrizes: 2 1 1 prato 1 1 arroz P  1 2 1 prato 2 2 3 A 0 2 3 2 C  3 carne    , B  1 3 e C  1 0   2 2 0 prato 3   1 0      2 salada   A C S Determine a matriz X, tal que: Forme a matriz que fornece o custo de a) X+C =A produção, em reais, dos pratos P1, P1 e P3. b) X+B=A 8ª). Uma empresa produz certo produto em três c) 2A = B + X modelos, A, B e C. Cada modelo é parcialmente d) A+B+X=0 fabricado na fábrica E1 em Castanhal e então concluído na fábrica E2 em Belém. O custo total de cada produto consiste no custo de manufatura e no custo de 3ª). Calcule em cada caso A.B, B.A, A e B . 2 2 transporte. Onde os custos em cada fábrica (em reais) podem ser descritos pelas matrizes E1 e E2.Calcule o 1 1  3 4 custo total de C. a) A  e B  5 2  2 0   32 40 A  40 60 A  5  2 E1  50 50  B   E 2   50  50 B  0  b) A   1 0  e B      70 20 C 130 20 C 1     0  3 fabr transp fabr transp