(Cálculo de determinantes por operações elementares) Calcular os determinantes das matrizes abaixo indicadas através de operações elementares sobre as linhas ou colunas das matrizes.
Passo 1
Beleza, temos um exercício de cálculo de determinantes de matrizes 3x3 usando operações elementares nas linhas ou colunas. Pra resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre determinantes e como usar operações simples nas linhas pra facilitar o cálculo.
Passo 2
Vamos começar olhando a matriz que a gente tem:
Nossa missão é calcular o determinante dessa matriz usando operações nas linhas.
Passo 3
Primeiro, vamos simplificar a matriz usando operações nas linhas. Vamos tentar deixar alguns elementos iguais a zero pra facilitar o cálculo depois.
Vamos subtrair a primeira linha da segunda e da terceira linha. Isso é permitido porque podemos fazer operações nas linhas sem mudar o determinante de forma complicada.
Então, as novas linhas ficam assim:
Linha 2:
Linha 3:
Mas na verdade, vamos subtrair a primeira linha das outras duas linhas completa:
Nova Linha 2:
Nova Linha 3:
Passo 4
A matriz agora fica assim:
Ainda pode parecer complicado, mas a ideia é simplificar mais. Vamos fatorar alguns termos comuns.
Passo 5
Observando melhor, podemos reescrever as linhas 2 e 3 fatorando e :
Linha 2:
Linha 3:
Passo 6
Agora, podemos perceber que as linhas 2 e 3 têm uma estrutura semelhante, o que nos ajuda a simplificar o determinante. Vamos calcular usando a regra de Sarrus ou a regra de Laplace.
Vou optar por expandir o determinante pela primeira linha: