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Álgebra Linear NI

Seção 3.2 Desenvolvimento de Laplace

Nota 3.2.2.

Observação: O desenvolvimento de Laplace também pode ser dado em relação a uma coluna da matriz \(\mathbf{A}\text{.}\)

Exemplo 3.2.3.

Use o desenvolvimento de Laplace para calcular o determinante da matriz
\begin{align*} \mathbf{A} = \begin{bmatrix} -1 \amp 2 \amp 3 \amp -4 \\ 4 \amp 2 \amp 0 \amp 0 \\ -1 \amp 2 \amp -3 \amp 0 \\ 2 \amp 5 \amp 3 \amp 1 \end{bmatrix} \end{align*}
Solução.
Indicamos o item da Proposição 3.1.8 que foi utilizado em algumas da igualdades. Multiplicando a segunda coluna por \((-2)\) e somando à primeira, obtemos
\begin{align*} \det(\mathbf{A}) = \begin{vmatrix} -1 \amp 2 \amp 3 \amp -4 \\ 4 \amp 2 \amp 0 \amp 0 \\ -1 \amp 2 \amp -3 \amp 0 \\ 2 \amp 5 \amp 3 \amp 1 \end{vmatrix} \overset{\text{(vii.)}}{=} \begin{vmatrix} -5 \amp 2 \amp 3 \amp -4 \\ 0 \amp 2 \amp 0 \amp 0 \\ -5 \amp 2 \amp -3 \amp 0 \\ -8 \amp 5 \amp 3 \amp 1 \end{vmatrix} \end{align*}
Usando o desenvolvimento de Laplace para a segunda linha da matriz, temos que
\begin{align*} \det(\mathbf{A}) = \begin{vmatrix} -5 \amp 2 \amp 3 \amp -4 \\ 0 \amp 2 \amp 0 \amp 0 \\ -5 \amp 2 \amp -3 \amp 0 \\ -8 \amp 5 \amp 3 \amp 1 \end{vmatrix} = 2(-1)^{2+2} \begin{vmatrix} -5 \amp 3 \amp -4 \\ -5 \amp -3 \amp 0 \\ -8 \amp 3 \amp 1 \end{vmatrix} \end{align*}
Multiplicando cada linha da matriz por \((-1)\text{,}\) obtemos
\begin{align*} \det(\mathbf{A}) = 2(-1)^{2+2} \begin{vmatrix} -5 \amp 3 \amp -4 \\ -5 \amp -3 \amp 0 \\ -8 \amp 3 \amp 1 \end{vmatrix} \overset{\text{(iii.)}}{=} -2 \begin{vmatrix} 5 \amp -3 \amp 4 \\ 5 \amp 3 \amp 0 \\ 8 \amp -3 \amp -1 \end{vmatrix} \end{align*}
Somando a segunda linha à primeira e à terceira, vem que
\begin{align*} \det(\mathbf{A}) = -2 \begin{vmatrix} 5 \amp -3 \amp 4 \\ 5 \amp 3 \amp 0 \\ 8 \amp -3 \amp -1 \end{vmatrix} \overset{\text{(vii.)}}{=} -2 \begin{vmatrix} 10 \amp 0 \amp 4 \\ 5 \amp 3 \amp 0 \\ 13 \amp 0 \amp -1 \end{vmatrix} \end{align*}
Usando o desenvolvimento de Laplace para a segunda coluna da matriz, temos que
\begin{align*} \det(\mathbf{A}) =\amp -2 \begin{vmatrix} 10 \amp 0 \amp 4 \\ 5 \amp 3 \amp 0 \\ 13 \amp 0 \amp -1 \end{vmatrix}\\ =\amp (-2)(3)(-1)^{2+2} \begin{vmatrix} 10 \amp 4 \\ 13 \amp -1 \end{vmatrix}\\ =\amp -6(-10-52) \\ =\amp 372 \end{align*}