ejerciciosyexamenes.com MATRICES Y DETERMINANTES 1.- Dadas las matrices: 1 -1 0 2 -1 1 2 -1 2 1 1 A = 3 0 - 1 B = 0 3 - 1 C = D = 0 1 3 1 1 1 3 2 1 2 0 1 1 Hallar: a) A-1; b) B-1; c) A.B; d) B.A; e) 3A+2B; f) C.A; g) C.B; h) C.D; i) A2; j) B2; k) 3A + A ; l) B2-A.B 2 Soluciones: - 3/2 1 - 1/2 1/3 1/3 - 1/3 2 -4 2 -1 -1 = 5/2 1 1/2 = 1/6 1/6 1/3 A.B = 7 -5 3 A B 1 - 9/2 2 - 3/2 1/2 - 1/2 4 4 -2 0 1 -1 B.A = 8 - 3 - 1 5 1 -2 7 -5 2 3A + 2B = 9 6 - 5 1 13 - 6 5 -1 1 3 -2 C.B = C.D = 5 2 2 7 -1 4 C.A= 7 1 0 -3 -5 -2 -1 1 3 -3 3 2 2 A = 2 - 6 2 B = 1 7 - 3 2 7 3 8 -7 1 1 1 -4 1 1 1 3A + A2 = 11 - 6 - 1 B2 - A.B = - 6 12 - 6 3 - 1 -6 11 2 - 5 2.- Dadas las matrices A y B. Calcula A+B, A-B, A2, B2, AB, BA 1 0 1 A = 2 1 1 1 1 0 Solución: 2 1 2 B = 1 0 1 0 2 1 ejerciciosyexamenes.com 3 1 3 2 1 1 - 1 - 1 - 1 5 6 7 A+ B = 3 1 2 A2 = 5 2 3 A - B = 1 1 0 B 2 = 2 3 3 1 3 1 3 1 2 1 1 1 2 2 3 2 3 3 A.B = 5 4 6 3 1 3 3.- Halla AX = B donde: 1 1 A = 0 1 1 1 0 B = - 1 0 1 2 1 - 1 Sol : - 1 0 1 1 4.- Demostrar que A satisface la relación de recurrencia An = 2n-1 A. A = 1 5.- Halla el determinante de A y su inversa: 1/4 0 1 -1 0 1 2 1 -1 2 - 19/32 1/4 A= A = - 32 A- 1 = 0 1 2 1 7/32 - 1/4 3 1 0 -1 5/32 1/4 1 1 1/4 1/8 1/32 3/8 3/32 1/8 - 7/32 0 6.- Aplicando la función de la matriz inversa. Calcula la inversa de la matriz A. Comprueba el resultado. 0 0 2 3 1 - 2 A= - 1 2 0 Sol : A-1 = 3/2 1 - 1 - 1 1 3 1/2 0 0 7.- Dadas las matrices siguientes. Calcula la potencia enésima. 1 0 0 1 0 0 A= 1 1 0 Sol : An = n 1 0 2 0 1 1 n - n n 1 2 1 0 0 1 0 0 B= 1 1 0 Sol : B n = n 1 0 2 1 1 1 n + n + 1 n 1 2 ejerciciosyexamenes.com 1 n n2 - n 2 Sol : C n = 0 1 n 0 0 1 1 0 0 Sol : Dn = 0 1 0 n 0 1 2 n -1 0 2 n -1 Sol : E n = 0 1 0 2 n -1 0 2 n -1 1 1 0 C= 0 1 1 0 0 1 1 0 0 D= 0 1 0 1 0 1 1 0 1 E= 0 1 0 1 0 1 0 0 1 F = 0 1 0 1 0 0 n par F n = I Sol : n impar F n = F 8.- Calcula los siguientes determinantes de orden 3: 1 1 -2 2 0 1 1 0 -1 2 1 -1 1 3 1 1 1 -1 1 2 2 2 1 3 1 = 0 b) 2 Sol: -9; 7; -4 1 -3 9.- Hallar la solución de la ecuación: 1 1 1 1 2 4 a) 1 x 1 1 1 -1 x 8 = 0 c) 2 3 6 x 1 1 x2 Sol: a) x=-1; x=1; b) x=4; x=12; c) x=2 3 1 3 =0 x 2 10.- Resolver aplicando las propiedades de los determinantes: a b c a b c a b c a) a x c = 0 b) 2a x 2c = 0 c) 2a x 2c = 0 2 a b x x -b -c a ab x Sol: x = b; x = c; b) x = b/2; x = ac; c) x = -a; x = 2b; d) x=a; x=-c a b d) - a - b x b c x =0 c 11.- Según el valor del determinante A calcular razonadamente el valor del determinante B: a b c 2a 2c 2b A= x y z α β γ B = 2α 2γ 2β 2x 2y 2z 12.- Demostrar que el determinante vale 0 Sol: B = 8A ejerciciosyexamenes.com 1 a b +c 1 b a +c = 0 1 c a+ b 13.- Calcular: 1 -1 2 0 1 -1 1 0 -1 2 -1 2 0 1 2 1 3 -1 -1 1 0 2 1 1 0 2 1 1 0 -1 2 0 -2 1 1 2 2 -2 1 0 1 2 0 1 -1 2 - 2 -1 Sol: 21; -5; -14 14.- Sin desarrollar demostrar la identidad: 1 a 2 a3 bc a a2 1 b 2 b3 = ca b b2 1 c2 c2 c3 ab c 15.- Resolver las ecuaciones: a) A.X = B; b) A + X = B; c) A-1.X = B; d) 2A-X = 3B, siendo 2 1 -1 1 -1 0 A= 0 1 1 B = 0 1 1 1 2 1 1 0 -2 0 4 2 -1 - 2 1 Sol : a) X = 1/2 4 5/2 ; b) X = 0 0 0 1/2 3 3/2 0 2 3 1 -3 0 1 5 -2 c) X = 1 3 2 ; d) X = 0 - 1 - 1 1 5 2 1 6 7 16.- Hallar A-1 y B-1 de las matrices del ejercicio anterior: 1 -1 -1 1/2 - 1/2 1/2 Sol : A- 1 = - 1/2 3/2 1 B-1 = - 1/2 - 1/2 1/2 1/2 - 1/2 - 1 1/2 3/2 - 1/2 17.- Calcular por determinantes A-1. 1 -1 0 3/5 1/5 2/5 A= 2 1 2 Sol : A-1 = - 2/5 1/5 2/5 0 1 - 1 - 2/5 1/5 - 3/5 18.- Calcular el rango de M según los valores de t: ejerciciosyexamenes.com 1 -1 2 1 1 2 -1 2 a) M = 2 1 - 1 0 b) M = 2 4 - 2 t t t 3 0 3 6 -3 6 Sol: a) t=1 r(M)=2; t…1 r(M)=3; b) t=4 r(M)=1; t…4 r(M)=2 19.- Calcular a para que M tenga inversa: 0 1 5 3 1 0 0 1 -1 M = 4 a 1 ; b) 1 0 - 1 ; c) 2 - 1 3 2 1 3 1 a 2 a 2 1 Sol: a) a…1; b) a…1; c) a…3 1 0 -1 2 1 0 1 -1 0 20.- Dadas las matrices: A = 1 2 1 B = 0 -1 1 C = 2 1 3 0 1 -2 1 1 1 0 1 -1 resolver las ecuaciones: a) AX+B=C; b) AX+BX=C; c) AX+2X=B; d) AXB=C - 1/6 - 4/3 1 7/13 - 7/13 6/13 Sol : a) X = 2/3 4/3 0 ; b) X = 1/13 12/13 - 1/13 2/3 1 5/6 9/13 4/13 17/13 - 1/2 - 1 - 3/4 5/6 4/3 - 1/2 c) X = 1 1 1 ; d) X = - 1/3 - 1/3 1 7/2 4 9/4 1/6 1/3 1/2 21.- Calcula a2 ab ab ab a ab b2 b2 ab ab a 2 2 b2 b 2 ab a2 ab Sol: (a+b)4 . (a-b)4 22.- Demostrar que: 1 sen a cos a 1 sen b cos b = sen (b - c) + sen (c - a) + sen (a - c) 1 23.- Calcular sen c cos c ejerciciosyexamenes.com 1 −1 3 -1 2 −1 1 3 −2 −1 1 1 = 50 1 − 2 −1 1 1 -1 2 −1 1 −1 − 1 −1 0 1 0 0 0 −1 −1 0 0 1 −2 1 −3 3 −1 2 −1 1 −1 −1 −2 −1 0 −1 0 1 −1 3 5 1 −1 2 0 1 1 2 1 3 −1 −2 −3 −2 −1 1 1 −2 2 2 1 −3 2 −1 3 2 2 0 1 3 0 1 −3 1 −1 −2 1 1 = 27 −2 −3 3 −1 − 1 2 −1 1 − 2 2 0 −1 1 0 0 0 3 1 2 − 1 − 2 = 24 3 −3 1 1 −2 0 − 2 2 −1 1 0 −1 3 −1 1 −1 −1 0 2 − 2 0 −1 2 −1 = 8 = −31 1 −2 2 0 −3 3 0 1 −4 2 −2 1 0 −1 2 − 2 1 1 −1 2 − 2 3 = −27 = 28 −2 −3 0 −1 1 1 −1 0 2 − 2 2 −1 1 1 2 −1 − 3 3 1 −1 = 39 = 26 1 0 2 −2 3 1 −1 1 2 −1 -2 5 - 21 - 6 = 38 = - 90 -8 1 -8 2 3 5 2 −2 5 2 0 1 0 = −1 1 0 0 0 1 1 3 3 0 −1 0 2 −1 1 −1 1 −1 1 −1 − 2 2 − 1 = 12 −1 −1 2 −2 2 0 = 11 2 7 0 0 1 1 2 2 1 =4 1 − 1 1 −1 2 − 2 3 −3 2 = 27 − 2 − 2 1 −1 0 − 1 −1 3 2 1 7 = 0 1 4 −5 2 1 = −24 1 1 −1 5 2 −2 −4 1 1 2 −1 0 0 1 3 4 − 1 7 = 81 − 4 −1 2 1 = −14 0 1 −1 5 2 2 0 − 4 −1 1 = −4 0 0 −1 0 0 0 0 1 ejerciciosyexamenes.com 24.- Dada la matriz A averigua para qué valores del parámetro m existe A-1. Calcula A-1 para m = 2. 1 0 - 1 A= 0 m 3 4 1 - m -7 - 1 2 -1 = 12 2 3 A - 8 - 1 2 Sol: m … 3 y m … 1 los 2 x - 2 inversa. A = 1 x Sol: -2; 2/3 1 A = 1 25.- Hallar los valores de x para cuales la matriz A no tiene 26.- Resuelve AXB + C = D 1 1 0 0 1 2 3 2 3 4 B = 0 1 1 C = D = 1 0 1 - 3 0 0 - 1 - 1 - 1 1 2 0 1 Sol : X = 1 - 1 2 2 -1 0 -5 27.- Calcular el rango de la matriz A. A = 1 0 1 - 1 3 3 2 7 Sol: r(A) = 2 28.- Dada la matriz B calcular los valores de y para que su rango sea 2. 2 y 1 3 B = 1 0 1 - 1 Sol: y = -1 3 - 2 1 7 - 1 1 2 -1 29.- Calcular el determinante: 3 2 0 1 6 1 2 0 2 1 3 5 a) Haciendo ceros. b) Desarrollándolo por los elementos de una línea. Sol: -12 30.- Comprobar sin desarrollar que son nulos los determinantes: 1 1 0 3 1 2 1 1 1 1 4 1 1 5 3 1 -1 x y z 3 0 1 2 2 4 2 y+ z x+ z x+ y -1 0 2 4 31.- Dadas las matrices A y B calcula la matriz P = AAB+B2 1 3 13 3 1 31 4 0 40 ejerciciosyexamenes.com 1 1 1 1 0 1 3 A= 1 3 0 ; B = 1 1 2 Sol : P = 6 1 0 2 0 1 3 2 32.- Resuelve la ecuación matricial X-3A = AAB; siendo: 1 1 0 1 1 4 A = B = X = 1 3 2 0 8 10 33.- Calcula el rango de las matrices siguientes: 1 1 1 - 5 -3 0 2 1 3 2 0 C = - 5 5 - 1 A= 2 1 1 1 B = 3 1 4 0 4 4 4 3 5 4 3 Sol: r(C) = 2; r(A) = 2; r(B) = 4 3 10 6 16 6 18 1 0 2 1 1 2 1 3 2 -2 1 1 34.- Calcula An, siendo: 1 0 0 2n -1 0 2 n -1 2 +n 1 n 0 1 Sol : a) n b) 0 2 2n -1 0 2 n -1 n 0 1 1 0 0 1 0 1 a) A = 1 1 1 b) A = 0 1 0 1 0 1 1 0 1 35.- Sabiendo que a b x y z = 3 Halla: a) 1 0 x -1 c) y z -1 1 0 1 a- 2 c 1 1 1 0 2c b- c a x z y ; b) 2z y-z a c b 2 -1 x ; 1 b c-2 Sol: a) 3; b) -6; c) 3 36.- Si A y B son dos matrices cuadradas de orden n. ¿Es cierto, en general, la igualdad siguiente?: A2+2AB+B2 = (A+B)2. Sol: No 37.- Halla la matriz enésima de la matriz A: 1 0 0 1 0 0 A= - 1 1 0 Sol : An = - n 1 0 2 0 -1 1 n - n - n 1 2 38.- Encuentra los valores de x, y, z, que verifiquen la siguiente ecuación matricial: ejerciciosyexamenes.com 1 1 1 2 y x 2 + 2 1 = 2 z 0 0 1 2 Sol: x = -1; y = 1; z = 2 39.- Encuentra la matriz X tal que: a) AX+B=C; b) AXB=C; c) AX+BX=C; d) AX+X=B; e) 2X+XA=C, siendo: 1 0 0 1 0 0 3 0 0 A = 1 2 0 ; B = 0 1 0 ; C = 2 5 2 1 2 4 1 1 1 0 1 3 0 0 0 0 0 0 2 0 0 3 3/2 1/2 Sol : a) 0 2 1 b) - 3/2 3/2 1 c) 1/6 5/3 2/3 d) - 1/6 1/3 0 e) 7/36 - 3/4 - 1 0 - 3/4 - 5/4 1/4 - 7/10 - 4/5 1/5 1/6 1/15 1/5 - 1/6 40.- Sea AAB = AAC, ¿se puede asegurar que B = C?; y si AAB=0; ¿se puede asegurar que A=0 ó B=0?. Sol: No; No 41.- Hallar k para que la matriz A no tenga inversa. Calcular la inversa para k = 0. 1 k 1 - 1 1 1 A = 1 - 1 k Sol : k = 1; A-1 = - 1 0 1 2 - 1 - 1 1 1 1 42.- Resolver la ecuación matricial AX+B=C, siendo: 0 2 1 0 - 1 7 2 5 A = B = C = - 2 1 0 1 - 1 - 3 0 - 4 3 1 3 Sol : X = 3 1 3 47.- Se dice que dos matrices cuadradas de orden n, A y B conmutan, si AB = BA. Obtener las matrices A que conmuta con la B. x y 1 1 B = Sol : A = 0 1 0 x 48.- Calcular los determinantes: a) Haciendo ceros; b) Desarrollando por los elementos de una línea: 3 2 1 -1 1 1 1 1 1 2 -1 1 2 1 3 2 -1 1 -2 2 1 2 2 -1 1 -1 2 0 1 2 1 1 ejerciciosyexamenes.com Sol: 5; -48 49.- Dada la matriz A. Calcula los valores de m para que tenga inversa. Di para qué valores de m A es una matriz singular. Rango de A. Sol: a) m…-2 y m…-1/2; b) ; c) m = 2 ó m = -1/2 > r(A) = 2; m…-2 y m…-1/2 > r(A) = 3 50.- Encontrar la AX+B=C 1 2 0 A= 1 0 3 1 1 2 5 1 Sol : a) 9 5 10 6 matriz X que verifique que: X-B2 = AB; B= -2 6 8 1 0 -1 8 3 1 2 1 1 C = 6 8 8 1 1 2 7 7 8 1 1 - 2 b) 3 1 2 1 2 3 51.- Calcula el rango de las siguientes matrices: 1 2 3 4 5 -1 - 2 1 - 2 0 2 3 4 5 6 - 3 2 1 4 1 A= B= 3 4 5 6 7 1 1 2 - 2 0 4 5 6 7 8 1 -1 2 3 1 Sol: r(A) = 2; r(B) = 4 52.- Dadas las matrices A y B calcula la matriz P = AAB+B2 1 0 1 1 0 1 6 2 8 A= 1 1 1 B= 1 2 2 Sol : P = 11 9 17 0 1 2 2 1 3 14 9 21 53.- Calcula el rango de las siguientes matrices: 1 0 1 1 2 1 2 1 1 2 0 3 1 1 A= 0 1 2 1 B= 4 2 4 1 0 1 4 5 3 0 3 2 4 6 Sol: r(A) = 2; r(B) = 4 54.- Resuelve la siguiente ecuación: 1 -2 2 x -4 4 =0 3 Sol: x = 2; x = -6 x 6 55.- Calcula sin desarrollarlos el valor de los siguientes determinantes: 3 m 2 A= 4 - 5 2 m -1 m ejerciciosyexamenes.com 2 3 4 5 3 5 7 9 4 6 x y-z ; 1 y x-z ; 11 10 2 1 3 1 3 2 0 1 7 11 18 19 A= 1 2 1 z x- y 57.- Halla A+B; 2A+3B; siendo: 4 3 2 3 2 1 7 6 3 B = 4 3 2 2 9 8 6 7 4 5 1 2 1 ; 2 1 3 3 4 5 1 2 4 7 5 11 3 5 6 5 6 9 11 5 3 7 17 12 7 Sol : A + B = 11 9 5 2A + 3B = 26 21 12 8 16 12 22 39 28 58.- Hallar las inversas de las matrices: 1 4 1 3 4 0 1 1 -2 A= - 2 1 0 ; B = 3 1 1 ; C = 0 - 4 2 7 7 12 1 4 3 3 0 2 - 1/3 1/3 0 - 4/35 Sol : no existe A- 1 ; B- 1 = - 8/3 - 1/3 1 C -1 = 3/35 11/3 1/3 - 1 6/35 - 1/35 9/35 - 8/35 2/35 3/70 4/35 59.- Hallar el rango de las siguientes matrices según valores de x: 3 1 -1 4 1 x -1 2 1 2 1 x 4 10 1 x ; 2 -1 x 5 ; x 4 1 7 17 3 1 10 - 6 1 - 1 - x 1 - x 2 2 4 3 Sol: x=0 rango 3 Sol: x=3 rango 2 Sol: x=2 rango 1 x…0 rango 4 x…3 rango 3 x…2 rango 3 60.- Resolver las ecuaciones: 2 0 1 2x + 1 - x =1 1 x 2 =1 x 1 4 x 0 Sol: 0 y -2; -1/7 61.- Calcular el valor de los determinantes: 2 5 -3 -2 3 - 2 -5 4 -2 1 -3 8 -5 3 -2 2 -1 - 6 4 3 Sol = -142; -54; 43 ; -5 2 8 -5 -2 4 7 -3 2 - 3 -5 8 ; 4 6 3 2 5 7 1 3 1 2 1 1 4 1 2 5 ejerciciosyexamenes.com 62.- Sin desarrollar los determinantes, utilizando sus propiedades, comprobar: 1 1 1 1 yz 1/x x a b c d = (d - a) (d - b) (d - c) (c - a) (b - a) zx 1/y y = 0 2 2 2 2 a b c d xy 1/z z a3 b3 c3 d 3 63.- ¿Existe algún valor de x que haga inversibles las matrices: 1 -2 0 3 1 2 a) 1 - 2 0 b) x - 1 - 2 ? 3 -6 x 4 1 x Sol: a) ninguna; b) x … -3 y 2 64.- Resuelve las ecuaciones matriciales siguientes: a) AXB-C=I; b) CX+AX=B siendo: 3 1 2 3 0 1 0 0 2 A = 2 0 0 B = 1 0 1 C = 1 1 1 1 1 - 1 1 - 1 1 1 - 1 2 0 3/2 - 1 1/6 - 1/2 1/2 Sol : a) - 5/6 1/3 7/3 b) - 1/6 3/2 - 1/2 0 0 1/6 - 7/6 1/3 2/3