Matrizes
Uma matriz $m\times n$ tem $m$ linhas e $n$ colunas; o elemento $a_{ij}$ fica na linha $i$ e na coluna $j$. Ela é quadrada quando $m=n$. A identidade $I_n$ tem $1$ na diagonal principal e $0$ no resto. A transposta $A^t$ troca linhas por colunas. Muitas questões dão a lei de formação, como $a_{ij}=2i-j$, e pedem para montar a matriz.
Operações
Soma e subtração: só entre matrizes de mesma ordem, elemento a elemento. Multiplicar por um número: multiplica todos os elementos. Produto $A\cdot B$: só existe se o número de colunas de $A$ for igual ao de linhas de $B$; o elemento $c_{ij}$ é a linha $i$ de $A$ “vezes” a coluna $j$ de $B$ (multiplica termo a termo e soma). Em geral, $A\cdot B\neq B\cdot A$.
Determinante 2×2 e 3×3
Para $2\times2$: $\det\begin{pmatrix}a&b\\c&d\end{pmatrix}=ad-bc$ (diagonal principal menos diagonal secundária). Para $3\times3$, use a regra de Sarrus: repita as duas primeiras colunas à direita, some os três produtos no sentido da diagonal principal e subtraia os três produtos no sentido da diagonal secundária.
Sistemas lineares e regra de Cramer
O sistema $\begin{cases}a_1x+b_1y=c_1\\a_2x+b_2y=c_2\end{cases}$ tem matriz dos coeficientes de determinante $D=a_1b_2-a_2b_1$. Trocando a coluna de $x$ pelos termos independentes obtemos $D_x$; trocando a de $y$, obtemos $D_y$. Se $D\neq0$, a solução é única: $x=\frac{D_x}{D}$ e $y=\frac{D_y}{D}$.
Classificação
SPD (possível e determinado): uma única solução, $D\neq0$; as retas são concorrentes. SPI (possível e indeterminado): infinitas soluções; as retas são coincidentes. SI (impossível): nenhuma solução; as retas são paralelas distintas. Quando $D=0$, o sistema é SPI ou SI, e quem decide é o escalonamento (ou comparar as equações).