Determinanți: calcul, proprietăți, aplicații în geometrie
Determinantul de ordin 2 și 3 (regula lui Sarrus, regula triunghiului), dezvoltarea după o linie, proprietățile care scurtează calculul, determinantul Vandermonde și aplicațiile: dreapta prin două puncte, aria triunghiului, coliniaritatea.
- 28 min
- La BAC: Subiectul al II-lea (1)
- Verificat pe bareme

ții minte doar fișa asta și ești acoperit
Fișa de aur
- 01
Ordin 2: ad − bc. Ordin 3: Sarrus sau regula triunghiului: trei produse cu plus, trei cu minus.
- 02
Fă zerouri înainte să calculezi: scăzând o coloană din alta determinantul nu se schimbă. Apoi dezvolți după linia cu zerouri.
Truc: Ca la curățenie: întâi strângi, apoi numeri.
- 03
Două linii egale sau proporționale ⇒ det = 0. Schimbi două linii ⇒ semnul se schimbă. Factorul comun al unei linii iese în față.
- 04
det(AB) = det A · det B și det(kA) = kⁿ·det A (nu k·det A).
- 05
Vandermonde: liniile 1, 1, 1; a, b, c; a², b², c² dau (b − a)(c − a)(c − b).
- 06
Geometrie: Δ = 0 ⇔ puncte coliniare; aria = ½·|Δ| (cu modul!).
Pe scurt
Culorile din lecție:termenidee-cheie
- Ordin 2: . Ordin 3: regula lui Sarrus sau regula triunghiului.
- Ordin : dezvoltarea după o linie (coloană), cu complemente algebrice .
- Proprietăți: transpusa are același determinant; linii egale/proporționale sau o linie nulă dau 0; schimbarea a două linii schimbă semnul; adunarea unui multiplu al altei linii nu schimbă determinantul.
- , .
- Vandermonde de ordin 3: .
- Geometrie: dreapta prin două puncte, aria , coliniaritate .
Determinanți de ordin 2 și 3
Regula lui Sarrus: scrii sub determinant primele două linii; cele trei produse pe diagonale „în jos” au semnul plus, cele trei „în sus” au semnul minus. Regula triunghiului dă aceiași șase termeni fără să rescrii liniile.
Exemplu:
Regula lui Sarrus
Cât este det(3A) pentru A de ordin 3 cu det A = 2?
Când sunt coliniare trei puncte A, B, C?
Dezvoltarea după o linie sau o coloană
Pentru , minorul este determinantul de ordin obținut prin eliminarea liniei și a coloanei , iar complementul algebric este . Atunci, pentru orice linie ,
și analog după orice coloană. Aceasta este metoda pentru ordinul 4 (inclus în programă).
Linia a 2-a are un singur element nenul, , cu semnul :
(al doilea pas: dezvoltare după linia a 3-a, care are un singur element nenul, 2, pe poziția (3, 3)).
Proprietățile determinanților
Operație asupra matriceiEfect asupra determinantului
| Operație asupra matricei | Efect asupra determinantului |
|---|---|
| Transpunere | nu se schimbă: |
| O linie (coloană) nulă | |
| Două linii (coloane) egale sau proporționale | |
| Schimbarea a două linii (coloane) | se schimbă semnul |
| O linie înmulțită cu | determinantul se înmulțește cu (factor comun) |
| Adunarea la o linie a unui multiplu al altei linii | nu se schimbă |
| Matrice triunghiulară | produsul elementelor de pe diagonală |
| Produs de matrice | |
| Înmulțirea întregii matrice cu |
Strategia de barem pentru determinanți cu parametri: nu dezvolta direct cu Sarrus o matrice plină de expresii. Fă întâi zerouri (scazi o coloană din alta), scoate factorii comuni, apoi dezvoltă după linia cu zerouri. Așa obții direct forma factorizată cerută.
Exemplu, matrice triunghiulară: .
Determinantul Vandermonde (ordin 3):
Ce se întâmplă cu determinantul dacă schimbi două linii?
Aplicații în geometria plană
Pentru punctele , , se notează
- Ecuația dreptei prin și (distincte): .
- Aria triunghiului : .
- Coliniaritate: , , coliniare .
Dreapta prin și :
Punctul verifică , deci și , , sunt coliniare.
Aria triunghiului cu vârfurile , , : , deci .
Exemple rezolvate din subiecte oficiale
Se consideră .
a) .
b) Scădem prima coloană din a doua și din a treia:
pentru orice numere reale , , . Barem: 2p pentru transformarea coloanelor, 3p pentru factorizare și rezultat.
c) Dacă sunt naturale și este prim, atunci , , deci doi factori sunt 1: , adică , , sunt termeni consecutivi ai unei progresii aritmetice.
.
a) .
b) Barem: scăzând prima linie din a doua, linia a doua devine ; se scoate factorul , se adună prima coloană la a treia și se scade din a doua, apoi se dezvoltă după linia a doua. Se obține
Factorizarea se verifică: .
, .
a) Dezvoltând după prima linie, (2p + 3p).
c) Determinați numerele naturale pentru care .
Tot după prima linie: , deci și (2p). Inegalitatea devine , adică ; pentru natural, n = 0 sau n = 1 (3p).
este matricea sistemului , , .
a) (2p + 3p).
b) Cu regula lui Sarrus, (3p). Cum pentru orice real, sistemul are soluție unică pentru orice (2p; lecția despre Cramer).
Toate valorile au fost recalculate; identitățile cu parametri au fost verificate pe zeci de valori raționale.
Ce se cere la BAC
- a) determinantul unei matrice particulare (2020 specială: ; model 2021: ; 2020 iunie: ; 2024 iunie: ; 2026 iunie: ). Barem tipic: 2p scrierea, 3p calculul.
- b) forma generală a determinantului, factorizată (2020 specială: ; model 2021: ).
- c) folosește b): soluție unică (lecția despre Cramer), inversabilitate (lecția despre inversă), un argument de divizibilitate (model 2021: determinant prim ⇒ progresie aritmetică) sau o inecuație cu determinanți (2024 iunie: ).
Greșeli care costă puncte
- Semnele la Sarrus: termenii pe diagonala secundară se scad toți.
- Semnul complementului algebric uitat la dezvoltare.
- det(kA) = k·det A: fals; corect .
- Aria negativă: lipsește modulul.
- Dezvoltare „cu forța” a unui determinant cu parametri: ajungi la un polinom pe care nu-l mai poți factoriza; fă întâi zerouri.
Termeni-cheie
- Determinant de ordin 2
- Pentru A = (a b; c d): det A = ad − bc.
- Regula lui Sarrus
- Pentru ordin 3: se adaugă primele două linii sub determinant; suma produselor pe diagonalele descendente minus suma celor ascendente.
- Minorul d_ij
- Determinantul obținut eliminând linia i și coloana j.
- Complementul algebric
- Γ_ij = (−1)^(i+j)·d_ij, unde d_ij este minorul elementului a_ij.
- Dezvoltarea după o linie
- det A = a_i1·Γ_i1 + a_i2·Γ_i2 + ... + a_in·Γ_in (analog după o coloană).
- Determinantul produsului
- det(AB) = det A · det B, pentru A, B pătratice de același ordin.
- Determinantul lui kA
- det(kA) = kⁿ·det A, pentru A de ordin n.
- Determinant Vandermonde (ordin 3)
- Determinantul cu liniile 1, 1, 1; a, b, c; a², b², c² este egal cu (b − a)(c − a)(c − b).
- Ecuația dreptei prin două puncte
- Dreapta prin A(x1, y1) și B(x2, y2): determinantul cu liniile (x, y, 1), (x1, y1, 1), (x2, y2, 1) este 0.
- Aria triunghiului
- Aria ABC = ½·|Δ|, unde Δ are liniile (xA, yA, 1), (xB, yB, 1), (xC, yC, 1).
- Coliniaritatea a trei puncte
- A, B, C sunt coliniare dacă și numai dacă Δ = 0.
Notițele mele
Salvat localSurse
- Programa de examen Matematică M_mate-info (Anexa 2 la OMEN 4430/2014), clasa a XI-a
- Model BAC 2021, M_mate-info, Subiectul al II-lea, 1.a–c (subiect și barem)
- BAC 2020, sesiunea specială, varianta 1, Subiectul al II-lea, 1.a–b (subiect și barem)
- BAC 2024, iunie–iulie, varianta 10, Subiectul al II-lea, 1.a și 1.c (subiect și barem)
- BAC 2026, iunie–iulie, varianta 3, Subiectul al II-lea, 1.a–b (subiect și barem)