Matriz quadrada

A matriz quadrada é aquela que possui o número de linhas igual ao número de colunas.
A matriz quadrada é aquela que possui o mesmo número de linhas e colunas.

A matriz quadrada é um tipo especial de matriz. Uma matriz é classificada como quadrada quando possui o número de linhas igual ao número de colunas. A matriz quadrada possui aplicações importantes, como na resolução de sistemas lineares. Ela possui duas diagonais, a principal e a secundária, que são essenciais para se calcular o determinante da matriz. O determinante da matriz é um número associado à matriz quadrada. Podemos calculá-lo, e o método para calcular esse determinante depende do formato da matriz — se ela é de ordem 1, ordem 2 ou ordem 3.

Leia também: Matriz triangular — um tipo de matriz quadrada

Resumo sobre matriz quadrada

  • A matriz quadrada é aquela que possui o número de linhas igual ao número de colunas.

  • Ela possui diagonal principal e diagonal secundária.
  • O determinante da matriz é um número associado a ela, exclusivo de matrizes quadradas.
  • O método para calcular o determinante da matriz depende do número de linhas e colunas dessa matriz.

O que é matriz quadrada?

A matriz quadrada é a aquela que possui o número de linhas m igual ao número de colunas n. As matrizes quadradas mais comuns são as de ordem 1 (ou seja, 1 linha e 1 coluna), as de ordem 2 e as de ordem 3.

  •   → matriz quadrada com 1 linha e 1 coluna
  •  → matriz quadrada com 2 linhas e 2 colunas
  •  → matriz quadrada com 3 linhas e 3 colunas

De modo geral, as matrizes quadradas são:

As matrizes acima são, respectivamente, de ordem 1, ordem 2 e ordem 3. Podemos ter matrizes quadradas de ordem maior que 3, com quantas linhas e quantas colunas forem necessárias.

Matriz quadrada: diagonal principal e diagonal secundária

Outros elementos importantes nas matrizes quadradas são a diagonal principal e a diagonal secundária.

Veja, destacados em vermelho, os elementos que ocupam a diagonal principal em uma matriz quadrada de ordem 2 e em uma de ordem 3 e note que o número da linha e o número da coluna é sempre o mesmo.

Além da principal, existe a outra diagonal, conhecida como diagonal secundária. Veja, a seguir, a diagonal secundária destacada em azul.

  • Exemplo 1:

Veja os termos que compõem a diagonal principal e a diagonal secundária:

A diagonal principal é composta pelos termos:

A diagonal secundária é composta pelos termos:

  • Exemplo 2:

A diagonal principal é composta pelos termos:

A diagonal secundária é composta pelos termos

Veja também: O que é matriz inversa?

Cálculo do determinante de uma matriz

O determinante é um valor associado à matriz que auxilia na resolução de problemas envolvendo matrizes. Veja, a seguir, como calcular o determinante de matrizes de ordem 1, ordem 2 e ordem 3.

  • Determinante de matriz de ordem 1

Como a matriz de ordem 1 possui um único termo, o seu determinante será igual a esse termo. Chamamos de  o determinante da matriz A. Se a matriz , o determinante de A é igual a:

  • Exemplo:

Sendo:

Então:

  • Determinante de matriz de ordem 2

Para descobrir o determinante de uma matriz de ordem 2, calculamos a diferença entre o produto dos termos da diagonal principal e os termos da diagonal secundária.

 

  • Exemplo:

 

  • Determinante de uma matriz de ordem 3

Quanto maior o número de linhas e colunas de uma matriz, mais complexos são os métodos para se calcular o seu determinante. O método mais comum para o cálculo do determinante da matriz de ordem 3 é conhecido como regra de Sarrus. Consideremos a matriz de ordem 3:

Primeiramente, repetimos ao final da matriz as suas duas primeiras colunas:

Agora, calculamos três produtos: o produto dos termos da diagonal principal e das duas diagonais paralelas a ela. Posteriormente, somamos esses três produtos e os chamamos de .

Calculamos também o produto entre os termos da diagonal secundária e das outras duas diagonais paralelas a ela e somamos esses três produtos como .

O determinante da matriz será a diferença entre e :

 

  • Exemplo:

Calcule o determinante da matriz:

 

Resolução:

De início, copiamos as duas colunas ao final da matriz:

Agora, calculamos o seu determinante:

Saiba mais: Como é feita a adição e a subtração de matrizes?

Exercícios resolvidos sobre matriz quadrada

Questão 1

Uma matriz pode ser definida como matriz quadrada quando:

A) o número de linhas é igual ao quadrado do número de colunas.

B) o número de colunas é igual ao quadrado do número de linhas.

C) o número de linhas é igual ao dobro do número de colunas.

D) o número de linhas é igual ao número de colunas.

E) o número de linhas e colunas é par.

Resolução:

Alternativa D

Para que a matriz seja considerada quadrada, é necessário que o número de linhas seja igual ao número de colunas.

Questão 2

Analise a matriz quadrada a seguir. Seu determinante é

A) 2

B) 3

C) 4

D) 5

E) 6

Resolução:

Alternativa A

Calculando o determinante, temos:

Publicado por Raul Rodrigues de Oliveira
Matemática do Zero
Matemática do Zero | Soma dos ângulos externos de um polígono convexo
Nessa aula demonstrarei a fórmula da soma dos ângulos externos de um polígono convexo qualquer e como encontrar a medida de cada ângulo externo.