Determinante de una matriz cuadrada de orden 3 y la Regla de Cramer

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Para desarrollar el determinante |A| de una A matriz de orden 3, .
Usamos la fórmula:



Busquemos el algoritmo que nos permita calcular el de terminante de una matriz de orden 3 de manera más directa:

determinante de una matriz 3x3.jpg

Las lineas en diagonal indican la sumatoria de los productos de los tres elementos que conforman la diagonal, de lo cual sale dos resultados:

  • El primero de ellos resulta de las diagonales que van de arriba hacia abajo.
  • Esto es:
  • El segundo resulta de las diagonales que van de abajo hacia arriba.
  • Esto es:


    Para obtener el determinante de la matriz A (|A|) se toman estos dos resultados y se restan usando como minuendo la sumatoria de los productos obtenidos a través de la diagonal que va de arriba hacia abajo y como sustraendo lo que de manera análoga se obtuvo por vía de las diagonales que van de abajo hacia arriba.

    Esto es:

    |A|= - ()

    Ejemplo: Calcule el determinante de

    Aplicando el algoritmo que se acaba de explicar anteriormente, se amplía la matriz agregando a su derecha las dos primeras columnas y se desarrollan los productos en diagonal efectuando luego la diferencia entre los resultados de acuerdo al orden explicado anteriormente.
    Esto es:


    De esta manera se concluye que el determinante de la matriz A es -10

    Una de las aplicaciones más importantes de los determinantes es la solución de Sistemas de Ecuaciones Lineales (SEL) con tres incógnitas.

    Regla de Cramer:

    Considérese el siguiente SEL:


    El cual se desea resolver para x , y y para z; para ello se construye la matriz de coeficientes del sistema, el cual es:


    Y cuyo determinante es denotado por
    Sean , y ; cada uno de los determinantes obtenidos al sustituir la columna correspondiente a cada variable por los valores del vector columna cuyas entradas corresponden a cada valor de k.

    La Regla de Cramer nos asegura que el valor de las variables x, y y z se obtienen a través del siguiente algoritmo:
    , y

    Si y entonces el sistema tiene un número infinito de soluciones. Si y o o entonces el sistema no tiene ninguna solución.
    Ejemplo:
    Dado el siguiente SEL:

    El determinante de la matriz asociada a este sistema ya fue calculado al inicio de este post:

    Siguiendo el mismo procedimiento calculemos

    , y
    De donde:
    , y

    Referencia:
    Frank Ayres, JR.(1978). Matrices.McGraw-Hill
    Jagdish C. Arya/Robin W. Lardner(1989). Prentice Hall Hispanoamericana S.A. México.
    La matrices y los determinantes fueron creadas con la ayuda del Editor en línea de ecuaciones LateX.



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