• Saltar a la navegación principal
  • Saltar al contenido principal
  • Saltar al pie de página
Matemática Básica
  • ⌕
Determinantes de matrices: regla de Sarrus y expansión de Laplace

Determinantes de matrices: regla de Sarrus y expansión de Laplace

Escrito por Jean Carlos Novaes

El determinante asigna un número a una matriz cuadrada. Ese número indica el factor de cambio de área o volumen de la transformación y permite saber si la matriz tiene inversa. Un determinante nulo señala que algunas filas o columnas dependen linealmente de otras y que el sistema asociado no tiene una única solución.

A=[abcd]
det(A)=ad−bc

La fórmula 2 × 2 también mide un área

En una matriz 2 por 2, multiplica la diagonal principal y resta el producto de la otra diagonal. El valor absoluto es el factor de escala del área. El signo indica orientación: un resultado negativo incluye una reflexión.

En el gráfico, las columnas forman un paralelogramo. Cambia las entradas y compara su área con el determinante. Si ambos vectores quedan sobre la misma recta, el área se anula.

Explora un determinante 2 × 2

El área del paralelogramo es el valor absoluto del determinante.

Sarrus es un atajo exclusivo de 3 × 3

La regla de Sarrus repite las dos primeras columnas a la derecha. Se suman los productos de las tres diagonales descendentes y se restan los de las tres ascendentes. Es una forma de recordar seis términos, no un algoritmo para cualquier tamaño.

det[a11a12a13a21a22a23a31a32a33]=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32−a13a22a31−a11a23a32−a12a21a33

Extender el dibujo a una matriz 4 por 4 produce un resultado falso. Para órdenes mayores se emplean reducción por filas, cofactores o factorizaciones numéricas. Incluso en 3 por 3 conviene separar los grupos positivos y negativos para controlar los signos.

Menores y cofactores en la expansión de Laplace

Al eliminar la fila (i) y la columna (j) se obtiene el menor de (a_{ij}). El cofactor incorpora el patrón alternado de signos que comienza con más en la esquina superior izquierda. La expansión multiplica los elementos de una fila o columna por sus cofactores y suma.

det(A)=∑j=1naijCij
Cij=(−1)i+jMij

Se puede elegir cualquier fila o columna; todas dan el mismo resultado. Una que contenga muchos ceros reduce el trabajo. El método vale para cualquier matriz cuadrada, aunque es costoso para matrices grandes y densas.

Cálculo completo de un determinante 3 × 3

Considera las filas (1,2,3), (0,4,5) y (1,0,6). Expandir por la segunda fila evita un término porque su primera entrada es cero. Los dos cofactores restantes coinciden con el resultado de Sarrus.

A=[123045106]
det(A)=24+10+0−12−5−0
det(A)=17

El determinante es 22, de modo que la matriz es invertible. Si intercambiaras dos filas, sería −22. Multiplicar una fila por 3 triplica el determinante; sumar a una fila un múltiplo de otra no lo cambia.

Propiedades para comprobar sin repetir todo

det(AT)=det(A)
det(AB)=det(A)det(B)
det(In)=1

En una matriz triangular basta multiplicar la diagonal principal. Filas iguales o proporcionales fuerzan el valor cero. Transponer no altera el determinante, y el determinante de un producto es el producto de los determinantes.

Solo las matrices cuadradas tienen determinante. Además, su valor depende de la escala y de las unidades, por lo que un número pequeño no demuestra por sí mismo inestabilidad numérica. Amplía la notación en matrices y la relación con la invertibilidad en matrices inversas.

Si calculas mediante operaciones elementales, registra el efecto de cada paso. Intercambiar filas cambia el signo; multiplicar una fila por (k) multiplica el determinante por (k); sumar a una fila un múltiplo de otra no altera el valor. Así puedes triangular la matriz y corregir al final los factores acumulados sin repetir la expansión completa.

Referencias

  • OpenStax. College Algebra 2e: Solving Systems with Cramer's Rule.

Contenido relacionado

  • Matrices: definición, tipos, operaciones y determinantes
  • Matriz inversa: fórmula, condiciones y ejemplos
Jean Carlos Novaes

Sobre Jean Carlos Novaes

Licenciado en Ciencias de la Computación por la Universidad Federal de Bahía (2017), editor y fundador de este sitio.

Pie de página

Matemática Básica

Sitio de Matemáticas Básicas con contenidos escolares para educación primaria y secundaria. ¡Aprende de forma fácil y eficiente!

INSTITUCIONAL

  • Sobre nosotros
  • Contacto
  • Mapa del sitio

LEGAL

  • Cómo citar
  • Política de cookies
  • Política de privacidad
  • Licencia de contenido
Spanish (Español)
  • Portuguese (Português)
  • Portuguese (Portugal)
  • English
  • Spanish (Español)
  • German (Deutsch)
  • French (Français)
  • Italian (Italiano)
  • Polish (Polski)
  • Dutch (Nederlands)
  • Swedish (Svenska)
  • Danish (Dansk)
  • Finnish (Suomi)
  • Norwegian (Norsk)

© 2015–2026 · Matemática Básica · Todos los derechos reservados.