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Como calcular o determinante de uma matriz usando o Teorema de Laplace em Java

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Como já vimos em dicas anteriores, o determinante de uma matriz de ordem 3 (três linhas e três colunas) pode ser obtido por meio da Regra de Sarrus. No entanto, quando temos matrizes de ordem 4 ou superior, a regra mais comumente aplicada é o Método dos Cofatores, ou Regra de Laplace.

O Método dos Cofatores, ou Expansão de Cofatores, ou ainda Determinante por Laplace, foi um método para o cálculo de determinantes inventado por Pierre Laplace.

Nesta dica mostrarei um código Java completo para calcular o determinante de uma matriz de ordem 3 usando expansão de cofatores. Note que a função calcularDeterminante() é uma função recursiva cujo caso base é a redução da matriz original em apenas uma linha e uma coluna.

Veja o código completo:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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package estudos;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args){
    // vamos definir a ordem da matriz
    int ordem = 3; // 3 linhas e 3 colunas
    
    // e agora criamos a matriz. Podemos definir os elementos
    // diretamente ou pedir para o usuário informar os valores
    int matriz[][] = {{1, 3, 0}, {0, 2, 5}, {2, 4, 4}};
 
    // mostramos a matriz completa
    System.out.println("A matriz é:\n");
    
    for (int i = 0; i < ordem; i++) {
      for (int j = 0; j < ordem; j++){
        System.out.printf("%5d", matriz[i][j]);
      }
      System.out.print("\n");
    }
    
    // vamos calcular o determinante usando o Teorema de Laplace
    int determinante = calcularDeterminante(matriz, ordem);
    
    // e mostramos o resultado
    System.out.println("\nO determinante da matriz é: " + determinante);  
  } 
 
  // função recursiva que encontra e retorna o determinante de uma
  // matriz de qualquer ordem
  public static int calcularDeterminante(int matriz[][], int ordem){
    int determinante = 0; // para guardar e retornar o determinante
    // matriz de cofatores
    int cofatores[][] = new int[ordem][ordem];
    // para guardar o sinal de multiplicação
    int sinal = 1;
    
    // caso base da recursividade:
    // se a matriz possuir apenas um elemento, retorna ele
    if (ordem == 1){
      return matriz[0][0];
    }
 
    // vamos percorrer cada um dos elementos da primeira linha    
    for (int f = 0; f < ordem; f++) {
      // vamos obter o cofator de matriz[0][f]
      calcularCofator(matriz, cofatores, 0, f, ordem);
      determinante = determinante + (sinal * matriz[0][f]
        * calcularDeterminante(cofatores, ordem - 1));
 
      // alterna o sinal
      sinal = -sinal;
    }
 
    // retorna o determinante
    return determinante;
  } 
  
  // função para retornar o cofator de mat[p][q] em temp[][]
  // ordem é a ordem atual da matriz mat[][]
  public static void calcularCofator(int mat[][], int temp[][],
    int p, int q, int ordem){
    // nos parâmetros, p indica linha e q indica coluna
    
    // variáveis auxiliares
    int i = 0, j = 0;
 
    // percorre cada um dos elementos da matriz recebida
    for (int linha = 0; linha < ordem; linha++) {
      // percorre as colunas
      for (int coluna = 0; coluna < ordem; coluna++) {
        // copia para a matriz temporária apenas os
        // elementos que não se encaixam na linha
        // e coluna informadas
        if (linha != p && coluna != q) {
          temp[i][j++] = mat[linha][coluna];
          // preenchemos a linha. Hora de aumentar
          // o índice da linha e resetar o índice
          // da coluna
          if (j == ordem - 1) {
            j = 0;
            i++;
          }
        }
      }
    }
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

A matriz é:

    1    3    0
    0    2    5
    2    4    4

O determinante da matriz é: 18


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Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Java Básico

Exercícios Resolvidos de Java - Um programa Java que recebe o ano de nascimento de uma pessoa e o ano atual e mostra a idade da pessoa em anos, meses, dias e semanas

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Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Java que recebe o ano de nascimento de uma pessoa e o ano atual, calcule e mostre:

a) A idade da pessoa em anos;
b) A idade da pessoa em meses;
c) A idade da pessoa em dias;
d) A idade da pessoa em semanas.

Sua saída deverá ser parecida com:

Informe o ano de seu nascimento: 1985
Informe o ano atual: 2023
A idade em anos é: 38
A idade em meses é: 456
A idade em dias é: 13680
A idade em semanas é: 1976
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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package estudos;

import java.util.Scanner;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // para ler a entrada do usuário
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);  
    
    // vamos ler o ano de nascimento
    System.out.print("Informe o ano de seu nascimento: ");
    int ano_nascimento = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    System.out.print("Informe o ano atual: ");
    int ano_atual = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    
    // calcula a idade em anos
    int idade_anos = ano_atual - ano_nascimento;
    System.out.println("A idade em anos é: " + idade_anos);
    
    // calcula a idade em meses
    int idade_meses = idade_anos * 12;
    System.out.println("A idade em meses é: " + idade_meses);
    
    // calcula a idade em dias
    int idade_dias = idade_anos * 12 * 30;
    System.out.println("A idade em dias é: " + idade_dias);
    
    // calcula a idade em semanas
    int idade_semanas = idade_anos * 52;
    System.out.println("A idade em semanas é: " + idade_semanas);
  } 
}



Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Recursão (Recursividade)

Exercícios Resolvidos de Java - Como resolver o problema da Torre de Hanói recursivamente

Quantidade de visualizações: 1760 vezes
Pergunta/Tarefa:

Torre de Hanói, ou The Towers of Hanoi, é um "quebra-cabeça" que consiste em uma base contendo três pinos, em um dos quais são dispostos alguns discos uns sobre os outros, em ordem crescente de diâmetro, de cima para baixo. O problema consiste em passar todos os discos de um pino para outro qualquer, usando um dos pinos como auxiliar, de maneira que um disco maior nunca fique em cima de outro menor em nenhuma situação. O número de discos pode variar sendo que o mais simples contém apenas três.

A solução da Torre de Hanói (The Towers of Hanoi) pode ser feita recursivamente da seguinte forma:

O caso base (parada da recursão) é quando n = 1. Se n = 1 nós podemos simplesmente mover o disco de A para B, sem precisar passar pelo pino C. Quando n > 1 nós podemos dividir o problema original em três sub-problemas e resolvê-los sequencialmente.

1) Mova os primeiros n - 1 discos de A para C com a ajuda do pino B;
2) Mova o disco n de A para B;
3) Mova n - 1 discos do pino C para o pino B com a ajuda do pino A.

Além de resolver o problema, seu programa deverá informar quantas chamadas recursivas foram feitas. Sua saída deverá ser parecida com:



Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java console:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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package arquivodecodigos;

import java.util.Scanner;
 
public class Estudos {
  static int quantChamadasRecursivas = 0; // registra as chamadas recursivas  
     
  public static void main(String[] args) {
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
       
    // vamos ler a quantidade de discos a serem usados na simulação
    System.out.print("Informe a quantidade de discos: ");
    int discos = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
 
    // resolve o problema recusivamente
    System.out.println("\nOs movimentos para resolver o problema foram:\n");
    moverDiscos(discos, 'A', 'B', 'C');
    System.out.println("\nForam feitas " + quantChamadasRecursivas + 
      " chamadas recursivas");
    System.out.println();
  }
   
  // método recursivo que resolve o problema da Torre de Hanói
  public static void moverDiscos(int n, char daTorre, char paraTorre, 
    char torreAux) {
    quantChamadasRecursivas++; // registra mais uma chamada recursiva
       
    if(n == 1){ // condição de parada
      System.out.println("Movendo o disco " + n + " de " + daTorre + " para " + 
        paraTorre);
    }
    else{ // faz mais uma chamada recursiva
      moverDiscos(n - 1, daTorre, torreAux, paraTorre);
      System.out.println("Movendo o disco " + n + " de " + daTorre + " para " + 
        paraTorre);
      moverDiscos(n - 1, torreAux, paraTorre, daTorre);
    }
  }
}



Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Recursão (Recursividade)

Exercícios Resolvidos de Java - Um método recursivo que calcula o fatorial de um determinado número inteiro

Quantidade de visualizações: 2357 vezes
Pergunta/Tarefa:

Na matemática, o fatorial de um número natural n, representado por n!, é o produto de todos os inteiros positivos menores ou iguais a n.

O fatorial de um número n pode ser definido recursivamente da seguinte forma:

0! = 1;
n! = n x (n - 1)!; sendo n > 0
Escreva um método recursivo que recebe um valor inteiro do tipo int e retorne seu fatorial como um long. Seu método deverá possuir a seguinte assinatura:

public static long fatorial(int n){
  // sua implementação aqui
}
Sua saída deverá ser parecida com:

Informe um número inteiro: 5
O fatorial do número informado é: 120
Resposta/Solução:

Veja a resolução comentada deste exercício usando Java console:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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package estudos;

import java.util.Scanner;

public class Estudos {
  public static void main(String[] args) {
    // cria um novo objeto da classe Scanner
    Scanner entrada = new Scanner(System.in);
    
    // vamos solicitar o número inteiro
    System.out.print("Informe um número inteiro: ");
    // lê o número
    int numero = Integer.parseInt(entrada.nextLine());
    
    // calcula o fatorial corresponde ao número informado
    System.out.print("O fatorial do número informado é: " + fatorial(numero));
    System.out.println("\n");
  }
  
  // método recursivo que calcula o fatorial de um inteiro informado
  public static long fatorial(int n){
    if(n == 0){ // caso base....retornar
      return 1;
    }
    else{
      return n * fatorial(n - 1); // efetua mais uma chamada recursiva
    }
  }
}



Vamos testar seus conhecimentos em Ética e Legislação Profissional

O exercício do direito à propriedade

O tema dos direitos de vizinhança tem uma série de regras no Código Civil, que delimita o que um vizinho pode realizar em relação aos limites do exercício regular de seus direitos, que terminam onde iniciam os direitos do outro. Quanto ao tema dos direitos de vizinhança, seus desdobramentos conceituais e regras existentes no Código Civil, analise as assertivas marcando a opção correta:

A) Os direitos de vizinhança são obrigações ambulatórias, propter rem, pois acompanham a coisa, assim como o IPTU e as dívidas de condomínio.

B) Pela teoria da anterioridade ou pré-ocupação, o vizinho que se estabeleceu depois não pode reclamar do barulho do que já estava ali antes.

C) A função social da propriedade é um dos nortes da matéria dos direitos de vizinhança e é construção jurisprudencial, não estando prevista legislativamente.

D) O dono das árvores que estiverem situadas em seu terreno tem direito sobre elas, seus frutos e sua poda, sendo seus os frutos que caem no terreno do vizinho, e seu direito às raízes das árvores que crescem em terreno do vizinho, pois são direitos que decorrem da sua propriedade.

E) O dono ou possuidor do prédio inferior está obrigado a tolerar fluxo de águas artificialmente levadas (a exemplo de aquedutos ou captação de águas pluviais).
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Construção Civil

Locação da obra

Para a fase de locação da obra, é indispensável o emprego da(o) ______________.

Assinale a alternativa que completa a frase.

A) Concreto.

B) Instalação elétrica provisória.

C) Topografia.

D) Canteiro mobilizado.

E) Entrada de água provisória.
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Estruturas de Aço e Madeira

Perfil em aço

À medida que os perfis de aço são utilizados para estruturar uma edificação, é fundamental que sejam conectados uns aos outros. Isso vai garantir a estabilidade da construção e permitir a criação de blocos mais resistentes.

Considerando essa informação e a figura apresentada a seguir, assinale a alternativa que indica corretamente o tipo de conexão que está sendo utilizado.



A) Conexão de cisalhamento com solda.

B) Conexão de momento com solda.

C) Conexão de cisalhamento com pinos.

D) Conexão de momento com pinos.

E) Conexão de tensão com solda.
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Vamos testar seus conhecimentos em Python

Analise o seguinte código Python

palavra = "python"
palavra.upper()
print(palavra)

A) PYTHON

B) Um erro de execução na linha 2

C) python

D) Python
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Vamos testar seus conhecimentos em Engenharia Civil - Construção Civil

Fases de uma obra

Em relação aos conceitos envolvidos na elaboração de um orçamento de obras, assinale a alternativa correta.

A) Custos diretos são aqueles em que é necessário estipular um fator de rateio para que sejam apropriados aos serviços.

B) Devem ser incluídas no título "desmobilização" de um orçamento as despesas com locação, fechamento, tapumes, demolições e relocações.

C) A administração do canteiro de obras e as despesas decorrentes da administração da empresa fazem parte dos custos diretos de uma obra.

D) Como regra, orçam-se os preços na construção civil por serviço, determinando-os segundo a produção de composições unitárias.

E) Em um solo, caso seja necessário escavar 1 m3 do terreno, deve-se orçar, no item referente à escavação do material, o valor 1,4 m3.
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