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FIGURA 06
Lista de exercícios 8:
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
A2) u + v = v + u
A3) u + 0 = u
A4) u +(-u) = 0
M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u)
M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u
M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v
M4) 1.u = u
Nos problemas seguintes, apresenta-se, em cada um deles, um conjunto com as operações de adição e
multiplicação por escalar nele definidas. Verificar quais deles são espaços vetoriais. Para aqueles que
não são, citar os axiomas que não se verificam.
25) {(x, 2x, 3x); x ℝ }: com as operações usuais
u = (x1, 2x1, 3x1), v = (x2, 2x2, 3x2) e w = (x3, 2x3, 3x3),
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2, 2x2, 3x2) + (x3, 2x3, 3x3)]
[(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2+x3, 2x2+2x3, 3x2+3x3)]
(x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3) = (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3)
(x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) = (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3))
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2) = (x2, 2x2, 3x2) + (x1, 2x1, 3x1)
(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2) = (x2+x1, 2x2+2x1, 3x2+3x1)
(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2)) = (x2+x1, 2(x2+2x1), 3(x2+x1))
Este axioma se verifica
A3) u + 0 = u
(x1, 2x1, 3x1) + (0,0,0) = (x1, 2x1, 3x1)
(x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(x1, 2x1, 3x1) + (-x1, -2x1, -3x1) = (0,0,0)
(0,0,0) = (0,0,0)
Este axioma se verifica
u + v = 0u + v = 10 u + v = 4](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-7-320.jpg)
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M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u)
(𝛼𝛽). (x1, 2x1, 3x1) = 𝛼(𝛽. (x1, 2x1, 3x1))
(𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1) = 𝛼(𝛽 x1, 2 𝛽 x1, 3 𝛽 x1)
(𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1) = (𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1)
Este axioma se verifica
M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u
(𝛼 + 𝛽). (x1, 2x1, 3x1) = 𝛼. (x1, 2x1, 3x1) + 𝛽. (x1, 2x1, 3x1)
((𝛼 + 𝛽)x1, (𝛼 + 𝛽)2x1, (𝛼 + 𝛽) 3x1) = (𝛼 x1, 𝛼 2x1, 𝛼 3x1) + (𝛽 x1, 𝛽 2x1, 𝛽 3x1)
(𝛼 x1+ 𝛽x1, 𝛼 2x1+ 𝛽2x1, 𝛼 3x1+ 𝛽 3x1) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 2x1+ 𝛽 2x1, 𝛼 3x1+ 𝛽 3x1)
Este axioma se verifica
M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v
𝛼[(x1, 2x1, 3x1) + (x2, 2x2, 3x2)] = 𝛼. (x1, 2x1, 3x1) + 𝛼. (x2, 2x2, 3x2)
𝛼 [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] = (𝛼 x1, 𝛼 2x1, 3 𝛼 x1) + (𝛼 x2, 2 𝛼 x2, 3 𝛼 x2)
𝛼 [(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2))] = (𝛼 x1+ 𝛼 x2, 𝛼 2x1+2 𝛼 x2, 3 𝛼 x1+3 𝛼 x2)
(𝛼 (x1+x2), 2 𝛼 (x1+x2), 3 𝛼 (x1+x2)) = (𝛼 (x1+x2), 2 𝛼 (x1+x2), 3 𝛼 (x1+x2))
Este axioma se verifica
M4) 1.u = u
1. (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
(x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
Este axioma se verifica
Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial.
26) ℝ 2
, com as operações: (a, b) + (c, d) = (a, b)
(a, b) = ( a, b)
u = (a,b), v = (c,d) e w=(e,f)
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(a,b) + (c,d)] + (e,f) = (a,b) + [(c,d) + (e,f)]
[(a,b))] + (e,f) = (a,b) + [(c,d)]
(a,b) = (a,b)
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(a,b) + (c,d) = (c,d) + (a,b)
(a,b) ≠ (c,d)
Este axioma não se verifica
A3) u + 0 = u
(a,b) + (0,0) = (a,b)
(a,b) = (a,b)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(a,b)+ (-a,-b) = (0,0)
(a,b) ≠ (0,0)
Este axioma não se verifica
M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u)
(𝛼𝛽).(a,b) = 𝛼(𝛽. (a,b))
(𝛼𝛽 a, 𝛼𝛽 b) = 𝛼(𝛽 a, 𝛽 b)
(𝛼𝛽 a, 𝛼𝛽 b) = (𝛼𝛽 a,𝛼 𝛽 b)
Este axioma se verifica](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-8-320.jpg)
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M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u
(𝛼 + 𝛽).(a,b) = 𝛼. (a,b) + 𝛽. (a,b)
((𝛼 + 𝛽)a, (𝛼 + 𝛽)b) = (𝛼 a, 𝛼 b) + (𝛽 a , 𝛽 b)
(𝛼 a+ 𝛽a, 𝛼b + 𝛽b) = (𝛼 a+ 𝛽 a, 𝛼 b+ 𝛽 b)
Este axioma se verifica
M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v
𝛼[(a,b) + (c,d)] = 𝛼.(a,b) + 𝛼.(c,d)
𝛼 (a,b) + 𝛼 (c,d) =. (𝛼 a, 𝛼 b) +( 𝛼 c, 𝛼 d )
(𝛼 a, 𝛼 b)+( 𝛼 c,d 𝛼) = (𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d )
(𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d ) = (𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d )
Este axioma se verifica
M4) 1.u = u
1.(a,b) = (a,b)
(a,b) = (a,b)
Este axioma se verifica
Como pelo menos um axioma não foi verificado positivamente, logo este não é um espaço vetorial.
27) A = {(x, y) ℝ 2
| y = 5x}: com as operações usuais
u = (x1,5x1) , v = (x2, 5x2) e w = (x3,5x3)
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x1,5x1) + (x2, 5x2)] + (x3,5x3) = (x1,5x1) + [(x2, 5x2) + (x3,5x3)]
[(x1+ x2,5x1+5x2)] + (x3,5x3) = (x1,5x1) + [(x2+ x3, 5x2+5x3)]
(x1+ x2+ x3,5x1+5x2+5x3) = (x1+ x2+ x3,5x1+5x2+5x3)
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(x1,5x1) + (x2, 5x2) = (x2, 5x2) + (x1,5x1)
(x1+ x2,5x1+5x2) = [(x2+ x1,5x2+5x1)
Este axioma se verifica
A3) u + 0 = u
(x1,5x1) + (0,0) = (x1,5x1)
(x1,5x1) = (x1,5x1)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(x1,5x1) + (-x1,-5x1) = (0,0)
(0,0) = (0,0)
Este axioma se verifica
M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u)
(𝛼𝛽). (x1,5x1) = 𝛼(𝛽. (x1,5x1))
(𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1) = 𝛼(𝛽. x1,5 𝛽.x1))
(𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1) = (𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1)
Este axioma se verifica
M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u
(𝛼 + 𝛽). (x1,5x1) = 𝛼. (x1,5x1) + 𝛽. (x1,5x1)
((𝛼 + 𝛽). x1, (𝛼 + 𝛽). 5x1) = (𝛼.x1,5 𝛼.x1) + (𝛽.x1,5 𝛽.x1)
(𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 5x1+ 𝛽. 5x1) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 5x1+ 𝛽. 5x1)
(𝛼 x1+ 𝛽 x1, 5.(𝛼 x1+ 𝛽. x1)) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 5.(𝛼 x1+ 𝛽. x1))
Este axioma se verifica](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-9-320.jpg)
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M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v
𝛼((x1,5x1) + (x2, 5x2)) = 𝛼.( x1,5x1) + 𝛼. (x2, 5x2)
𝛼 (x1+ x2,5x1+5x2) = (𝛼. x1,5 𝛼.x1) + (𝛼.x2, 5 𝛼.x2)
(𝛼 (x1+ x2), 𝛼 (5x1+5x2)) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5 𝛼.x1+5 𝛼.x2)
(𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5 𝛼.x1+5 𝛼.x2) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2))
(𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2)) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2))
Este axioma se verifica
M4) 1.u = u
1. (x1,5x1) = (x1,5x1)
(x1,5x1) = (x1,5x1)
Este axioma se verifica
Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial.
28) ℝ 2
, com as operações: (x, y) + (x', y') = (x + x', y + y')
(x, y) = ( x,0)
u =(x, y), v =(x', y') e w =(x”,y”)
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x, y) + (x', y')] + (x”,y”) = (x, y) + [(x', y') + (x”,y”)]
(x+ x', y+ y') + (x”,y”) = (x, y) + (x'+ x”, y'+ y”)
(x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) = (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”)
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(x, y) + (x', y') = (x', y') + (x, y)
(x+ x', y+ y') = (x'+x, y'+y)
Este axioma se verifica
A3) u + 0 = u
(x, y) + (0,0) = (x,y)
(x,y) = (x,y)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(x,y) + (-x,-y) = (0,0)
(0,0) = (0,0)
Este axioma se verifica
M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u)
(𝛼𝛽).(x,y) = 𝛼(𝛽.(x,y))
(𝛼𝛽 x,0) = 𝛼(𝛽.x,0))
(𝛼𝛽 x,0) = (𝛼𝛽 x,0)
Este axioma se verifica
M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u
(𝛼 + 𝛽).(x,y) = 𝛼.(x,y) + 𝛽.(x,y)
((𝛼 + 𝛽).x,0) = ( 𝛼.x,0) + (𝛽.x,0)
(𝛼 x+ 𝛽.x,0) = (𝛼 x+ 𝛽.x,0)
Este axioma se verifica
M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v
𝛼 [(x, y) + (x', y')] = 𝛼.(x,y) + 𝛼.( x', y')
𝛼 (x+ x', y+ y') = (𝛼.x,0) + (𝛼. x', 0)
(𝛼 (x+ x'), 𝛼 (y+ y')) = (𝛼.x+ 𝛼. x',0)
(𝛼 x+ 𝛼 x'), 𝛼 y+ 𝛼 y'))≠ (𝛼.x+ 𝛼. x',0)
Este axioma não se verifica](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-10-320.jpg)
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a) A={(2, -5, 3)}
LI – Único vetor e não nulo.
b) B={(1, -1, -2), (2, 1, 1), (-1, 0, 3)}
𝑎(1,−1,2) + 𝑏(2,1,1) + 𝑐(−1,0,3) = (0,0,0)
( 𝑎, −𝑎, 2𝑎) + (2𝑏, 𝑏, 𝑏) + (−𝑐,0,3𝑐) = (0,0,0)
( 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐,−𝑎 + 𝑏,−2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐) = (0,0,0)
{
𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0
– 𝑎 + 𝑏 = 0
−2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐 = 0
|
𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0
−𝑎 + 𝑏 = 0
+
| 3𝑏 − 𝑐 = 0
|
𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0(2)
−2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐 = 0
+ |
3𝑏 − 𝑐 = 0
5𝑏 + 𝑐 = 0
+
| 5𝑏 + 𝑐 = 0 |5𝑏 = 0
{
𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0
3𝑏 − 𝑐 = 0
5𝑏 = 0
𝑏 = 0
3(0) − 𝑐 = 0
𝑐 = 0
𝑎 + 2(0) − 0 = 0
𝑎 = 0
Como a=b=c=0 logo é LI.
c) {(2, -1), (3, 5)}
2
3
≠
−1
5
, Como temos dois vetores e lês não são múltiplos, logo é LI.
d) {(1, 0), (-1, 1), (3, 5)}
Como são vetores do ℝ2
, a dimensão é 2 e temos 3 vetores, logo é LD.
44) Determine k para que
a[
1 0
1 0
] + 𝑏 [
1 1
0 0
] + 𝑐 [
2 −1
𝑘 0
] = [
0 0
0 0
]
[
𝑎 0
𝑎 0
] + [
𝑏 𝑏
0 0
] + [
2𝑐 −𝑐
𝑐𝑘 0
] = [
0 0
0 0
]
[
𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 𝑏 − 𝑐
𝑎 + 𝑐𝑘 0
] = [
0 0
0 0
]
{
𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 = 0
𝑏 + 𝑐 = 0
𝑎 + 𝑐𝑘 = 0
|
𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 = 0(−1)
𝑎 + 𝑐𝑘 = 0
+](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-19-320.jpg)
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{
x
−2x
−x
−3y
+3y
+2y
+z
−z
−z
= 3
= −8
= −5
x − 3y + z = 3
−2x + 3y − z = −8
−x = −5
x − 3y + z = 3
−x + 2y − z = −5
−y = −2
{
x
−x
0x
−3y
0y
−y
+z
0z
0z
= 3
= −5
= −2
x = 5
y = 2
x − 3y + z = 3
5 − 3(2) + z = 3
5 − 6 + z = 3
z = 4
S= (5,2,4)
Método de Cramer:
D = [
1 −3 1
−2 3 −1
−1 2 −1
] [
1 −3
−2 3
−1 2
] = D = (−3 − 3 − 4) − (−3 − 2 − 6) = 1
Dx = [
3 −3 1
−8 3 −1
−5 2 −1
] [
3 −3
−8 3
−5 2
] = Dx = (−9 − 15 − 16)− (−15 − 6 − 24) = 5
Dy = [
1 3 1
−2 −8 −1
−1 −5 −1
] [
1 3
−2 −8
−1 −5
] = Dy = (8 + 3 + 10) − (8 + 5 + 6) = 2
Dz = [
1 −3 3
−2 3 −8
−1 2 −5
] [
1 −3
−2 3
−1 2
] = Dz = (−15 − 24 − 12)—9 − 16 − 30 = 4
X =
Dx
D
=
5
1
= 5
Y =
Dy
D
=
2
1
= 2 S= (5,2,4)
Z =
Dz
D
=
4
1
= 4](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-52-320.jpg)
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Método da Matriz Inversa:
A = {
x
−x
0x
−3y
0y
−y
+z
0z
0z
= 3
= −5
= −2
A = [
1 −3 1
−2 3 −1
−1 2 −1
] =
D = [
1 −3 1
−2 3 −1
−1 2 −1
] [
1 −3
−2 3
−1 2
] = D = (−3 − 3 − 4) − (−3 − 2 − 6) = 1
CofA = [
−1 −1 −1
−1 0 1
0 −1 −3
]
CofAt
= [
−1 −1 0
−1 0 −1
−1 1 −3
]
A−1
=
[
−1
1
−1
1
0
1
−1
1
0
1
−1
1
−1
1
1
1
−3
1 ]
= [
−1 −1 0
−1 0 −1
−1 1 −3
]
S = [
−1 −1 0
−1 0 −1
−1 1 −3
] . [
3
−8
−5
] = [
−3 + 8 + 0
−3 + 0 + 5
−3 − 8 + 15
] = [
5
2
4
]
S= (5,2,4)
Lista TED 24:
Espaço vetorial
−3 − (−2) = −1
2 − (1) = 1
−4 − (−3) = −1
3 − (2) = 1
−1 − (−1) = 0
2 − (3) = −1
3 − (3) = 0
−1 − (−2) = 1
3 − (6) = −3
+ − +
− + −
+ − +](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-53-320.jpg)
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116)Abaixo é dado um conjunto com as operações de adição e multiplicação por
escalar nele definidas, verificar se ele é ou não espaço vetorial, se acaso não for,
citar os axiomas que não se verificam.
ℝ2
(x1 , y1) + (x2 , y2) = (x1 , y1 )
(x1 , y1) = ( x1 , y1)
u = (x1, y1) v = (x2, y2) w = (x3, y3)
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x1, y1)+ (x2, y2)] + (x3, y3) = (x1, y1) + [(x2, y2) + (x3, y3)]
(x1+y1) + (x3, y3) = (x1, y1) + (x2+x3, y2+y3)
(x1+x3, y1+y3) = (x1+x3, y1+y3)
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(x1, y1) + (x2, y2) = (x2, y2) + (x1, y1)
(x1, y1) = (x1, y1)
Este axioma se verifica
A3) u + 0 = u
(x1, y1) + (0,0) = (x1, y1)
(x1, y1) = (x1, y1)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(x1, y1) + (-(x1, y1)) = (0,0)
(x1, y1) - (x1, y1) = (0,0)
(0,0) = (0,0)
Este axioma se verifica
M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u)
(αβ).(x1, y1) = α(β.(x1, y1))
(αβx1,βy1)= α(β x1, βy1)
(αβx1, βy1)= (αβ x1, βy1)
Este axioma se verifica
M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u
(α + β).(x1, y1) = α.(x1, y1) + β.(x1, y1)
((α+ β)x1, (α + β)yx1= (α x1, y1) + (β x1, βy1)
(αx1+ βx1,y1, βy1) = (αx1+ βx1, y1, βy1)
Este axioma se verifica
M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v
α[(x1, -2x1, -x1) + (x2, -2x2, -x2)] = α.(x1, -2x1, -x1) + α.(x2, -2x2, -x2)
α [(x1+x2, -2x1-2x2, -x1-x2)] = (α x1, -α 2x1, - α x1) +(α x2, -2 α x2, - α x2)
α [(x1+x2, -2(x1+x2), -(x1+x2))] = (α x1+ α x2,- α 2x1-2 α x2, - α x1- α x2)
(α (x1+x2), -2 α (x1+x2), - α (x1+x2)) = (α (x1+x2), -2 α (x1+x2), - α (x1+x2))](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-54-320.jpg)
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Este axioma se verifica
M4) 1.u = u
1.(x1, -2x1, -x1) = (x1, -2x1, -x1)
(x1, -2x1, -x1) = (x1, -2x1, -x1)
Este axioma se verifica
Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um
espaço vetorial.
117)Abaixo é dado um conjunto com as operações de adição e multiplicação por
escalar nele definidas, verificar se ele é ou não espaço vetorial, se acaso não for,
citar os axiomas que não se verificam.
ℝ 2
(x1, y1) + (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2)
(x1, y1) = ( x1, y1)
u + v = v + u
(x1, y1)+(x2, y2) = (x2, y2)+(x1, y1)
(x1+x2, y1+y2) = (x2+x1, y2+y1)
Este axioma se verifica logo
u + (v + w) = (u + v) + w
(x1, y1)+[(x2, y2) + (x3, y3)]=[(x1, y1)+(x2, y2)]+(x3+y3)
(x1, y1)+(x2+x3, y2)=(x1+x2,y1)+(x1+x2,y1)+(x3,y3)
(x1+x2+x3,y1+y2+y3) = (x1+x2+x3,y1+y2+y3)
Este axioma se verifica
u + 0 = u
(x1, y1)+ (0, 0) = (x1, y1)
(x1, y1)= (x1, y1)
Este axioma se verifica
u+(-u) = 0
x1, y1)+ (-x1, -y1) = (0, 0)
(0,0) = (0,0)
Este axioma se verifica
α(βu) = (αβ)u
α(β.(x1,y1) =αβ.(x1,y1)
α(βx1,βy1) = (αβx1,αβy1)
(αβx1,αβy1 =αβx1, αβy1)
Este axioma se verifica
(α+β).u = α u + βu
(α+β)(x1, y1) = α(x1, y1) + β(x1, y1)
(α+βx1,α+βy1 = α+βx1, α+βy1)
Este axioma se verifica
α (u+v) = αu + αv](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-55-320.jpg)
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α (x1, y1) + (x2, y2) = α(x1, y1) + α(x2, y2)
α(x1+x2, y1+y2) = (αx1, αy1) + (αx2, αy2)
α(x1+x2), α(y1+y2) = (αx1+αx2, αy1+αy2)
(αx1+αx2, αy1+αy2 = αx1+αx2, αy1+αy2)
Este axioma se verifica
1. u=u
1(x1, y1) = (x1, y1)
(x1, y1) = (x1, y1)
Este axioma se verifica
Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço
vetorial.
118)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação
por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço,
citar os axiomas que não se verificam.
{(x, 2x, 3x); x IR} com as operações usuais
u = (x1, 2x1, 3x1), v = (x2, 2x2, 3x2) e w = (x3, 2x3, 3x3),
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x1, 2x1, 3x1)+(x2, 2x2, 3x2)]+(x3, 2x3, 3x3) = (x1,2x1,3x1)+[(x2, 2x2, 3x2) + (x3,
2x3, 3x3)]
[(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2+x3, 2x2+2x3,
3x2 + 3x3)]
(x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x13x2-3x3) = (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3)
(x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) = (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3))
Este axioma se verifica
A2) u + v = v + u
(x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2) = (x2, 2x2, 3x2) + (x1, 2x1, 3x1)
(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2) = (x2+x1, 2x2+2x1, 3x2+3x1)
(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2)) = (x2+x1, 2(x2+x1), 3(x2+x1))
Este axioma se verifica
A3) u + 0 = u
(x1, 2x1, 3x1) + (0,0,0) = (x1, 2x1, 3x1)
(x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
Este axioma se verifica
A4) u +(-u) = 0
(x1, 2x1, 3x1) + (-x1, -2x1,-3x1) = (0,0,0)
(0,0,0) = (0,0,0)
Este axioma se verifica
M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u)
(αβ). (x1, 2x1, 3x1) = α(β. (x1, 2x1, 3x1))
(αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1) = α(β x1, 2 β x1, 3 β x1)](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-56-320.jpg)
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(αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1) = (αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1)
Este axioma se verifica
M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u
(α + β). (x1, 2x1, 3x1) = α. (x1, 2x1, 3x1) + β. (x1, 2x1, 3x1)
((α + β)x1, (α + β)2x1, (α + β) 3x1) = (α x1, α 2x1, 3α x1) + (β x1, β 2x1,
3β x1)
(α x1+ βx1, α 2x1+ β2x1, 3α x1 + 3 β x1) = (α x1+ β x1, α 2x1+ β 2x1, 3α
x1+3 β x1)
Este axioma se verifica
M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v
α[(x1, 2x1, 3x1) + (x2, 2x2, 3x2)] = α. (x1, 2x1, 3x1) + α. (x2, 2x2, 3x2)
α [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] = (α x1, α 2x1, 3 α x1) + (α x2, 2 α
x2, 3 α x2)
α [(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2))] = (α x1+ α x2, α 2x1+2 α x2, 3 α
x1+3 α x2)
(α (x1+x2), 2 α (x1+x2), 3 α (x1+x2)) = (α (x1+x2), 2 α (x1+x2), 3 α
(x1+x2))
Este axioma se verifica
M4) 1.u = u
1. (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
(x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1)
Este axioma se verifica
119)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação
por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço,
citar os axiomas que não se verificam.
ℝ2
com as operações: (a, b) + (c, d) = (a, b)
(a, b) = ( a, b)
A1) u + v = v + u
(x1, y1) + (x2, y2) = (x2, y2) + (x1,y1)
(x1, y1) ≠ (x2, y2) NÃO
A2) u + (v + w) = (u + v) + w
(x1, y1) + [(x2, y2) + (x3, y3)] = [(x1,y1) + (x2, y2)] + (x3, y3)
(x1, y1) + (x2, y2) = (x1,y1) + (x3, y3)
(x1, y1) = (x1, y1) OK
A3) u + 0 = u
(x1, y1) + (0,0) = (x1, y1)
(x1, y1) = (x1, y1) OK
A4) u + (−u) = 0
(x1, y1) + (−x1, −y1) = (0,0)
(x1, y1) ≠ (0,0) NÃO](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-57-320.jpg)
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M1) α(βu) = (αβ)u
α[β(x1,y1)] = (αβ)(x1,y1)
α(βx1, βy1) = (αβx1, αβy1)
(αβx1, αβy1) = (αβx1, αβy1) OK
M2) (α + β)u = αu + βu
(α + β)(x1,y1) = α(x1, y1) + β(x1, y1)
[(α + β)x1, (α + β)y1,] = (αx1, αy1) + (βx1,βy1)
(αx1 + βx1,αy1 + βy1) = (αx1 + βx1,αy1 + βy1) OK
M3) α(u + v) = αu + αv
α[(x1,y1) + (x2, y2)] = α(x1, y1) + α(x2, y2 )
α(x1 + x2, y1 + y2) = (αx1,αy1) + (αx2, αy2)
[α(x1 + x2),α(y1 + y2)] = (αx1 + αx2, αy1 + αy2)
(αx1 + αx2, αy1 + αy2) = (αx1 + αx2, αy1 + αy2) OK
M4) 1 ∙ u = u
1 ∙ (x1,y1) = (x1,y1)
(x1,y1) = (x1,y1) OK
NÃO É ESPAÇO VETORIAL, NAO VERIFICANDO NOS AXIOMAS A1 E A4.
120)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação
por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço,
citar os axiomas que não se verificam.
ℝ2
com as operações (x, y) + (x', y') = (x + x', y + y')
(x, y) = ( x,0)
u =(x, y), v =(x', y') e w =(x”,y”)
A1) (u + v) + w = u + (v + w)
[(x, y) + (x', y')] + (x”,y”) = (x, y) + [(x', y') + (x”,y”)]
(x+ x', y+ y') + (x”,y”) = (x, y) + (x'+ x”, y'+ y”)
(x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) = (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”)
ok
A2) u + v = v + u
(x, y) + (x', y') = (x', y') + (x, y)
(x+ x', y+ y') = (x'+x, y'+y)
ok
A3) u + 0 = u
(x, y) + (0,0) = (x,y)
(x,y) = (x,y)
ok
A4) u +(-u) = 0
(x,y) + (-x,-y) = (0,0)](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-58-320.jpg)
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(0,0) = (0,0)
ok
M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u)
(αβ).(x,y) = α(β.(x,y))
(αβ x,0) = α(β.x,0))
(αβ x,0) = (αβ x,0)
ok
M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u
(α + β).(x,y) = α.(x,y) + β.(x,y)
((α + β).x,0) = ( α.x,0) + (β.x,0)
(α x+ β.x,0) = (α x+ β.x,0)
ok
M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v
α [(x, y) + (x', y')] = α.(x,y) + α.( x', y')
α (x+ x', y+ y') = (α.x,0) + (α. x', 0)
(α (x+ x'), α (y+ y')) = (α.x+ α. x',0)
(α x+ α x'), α y+ α y')) ≠ (α.x+ α. x',0)
Este não se verifica
M4) 1.u = u
1. (x, y) = (x, y)
(x, 0) ≠ (x, y)
Este não se verifica
Como pelo menos um axioma não foi verificado, logo este não é um espaço
vetorial.
121)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação
por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço,
citar os axiomas que não se verificam.
A = {(x, y) IR2 | y = 5x} Com as operações usuais
u = (x1,5x1) v = (x2, 5x2)
A1) u + v = v + u
(x1, 5x1) + (x2, 5x2) = (x2, 5x2) + (x1, 5x2)
(x1 + x2, 5x1 + 5x2) = (x2 + x1, 5x2 + 5x1) ok
A2) u + (v + w) = (u + v )+ w
(x1, 5x1) + (x2, 5x2) + (x3, 5x3) = (x1, 5x1) + (x2, 5x2) + (x3, 5x3)
(x1, 5x1) + (x2 + x3, 5x2 + 5x3) = (x1 + x2, 5x1′ + 5x2) + (x3, 5x3)
(x1 + x2 + x3, 5x1 + 5x2 + 5x3 ) = (x1 + x2 + x3, 5x1 + 5x2 + 5x3, 5x1 + 5x2 + 5x3)ok
A3) u + 0 = u
(x1, 5x1) + (0,0) = (x1, 5x1)
(x1, 5x1) = (x1,5x1) ok
A4) u + (−u) = 0](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-59-320.jpg)
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(x1, 5x1) + (− x1,−5x1) = (0,0)
(0,0) = (0,0)ok
M1) ∝ (βu) = (∝ β)u
∝ (β(x1,5x1) = (∝ β)(x1, 5x1)
∝ (βx1,β5x1) = (∝ βx1, ∝ β5x1)
(∝ βx1,∝ β5x1) = (∝ βx1, ∝ β5x1)ok
M2) (∝ +β)u = ∝ u + βu
(∝ +β)(x1 ,5x1) =∝ (x1,5x1) + β(x1,5x1)
(∝ +β)x1,(∝ +β)5x1 = (∝ x1, ∝ 5x1)
(∝ x1 + βx1 , ∝ 5x1 + β5x1) = (∝ x1 + βx1 , ∝ 5x1 + β5x1)ok
M3) ∝ (u + v) =∝ u + ∝ v
∝ ((x1, 5x1) + (x2,5x2 )) =∝ ((x1,5x1)+ ∝ (x2, 5x2))
∝ ((x1 + x2 , 5x1 + 5x2)) = (∝ x1, ∝ 5x1) + (∝ x2 , ∝ 5x2 )
(∝ x1+ ∝ x2, ∝ 5x1+∝ x2) = (∝ x1+ ∝ x2, ∝ 5x1+∝ x2)ok
M4) 1. u = u
1(x1, 5x1) = (x1,5x1)
(x1, 5x1) = (x1, 5x1)ok
122)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação
por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço,
citar os axiomas que não se verificam.
A = {(x, y,z) ℝ3 | y = 5x e z = 0} com as operações usuais
u = (x,5x, 0), v = (x2, 5x2, 0) e w = (x3, 5x3, 0)
Adição
I) u + v = v + u
= (x,5x, 0) + (x2, 5x2, 0) = (x2, 5x2, 0) + (x,5x, 0)
= (x + x2, 5x + 5x2, 0 + 0) = (x2 + x, 5x2 + 5x, 0 + 0)
= [x + x2, 5(x + x2),0] = [x2 + x,5(x2 + x), 0] //ok
II) u + (v + w) = (u + v) + w
= (x,5x, 0) + [(x2, 5x2, 0) + (x3, 5x3, 0)] = [(x,5x, 0) + (x2, 5x2, 0)] + (x3, 5x3, 0)
= (x,5x, 0) + (x2 + x3, 5x2 + 5x3, 0 + 0) = (x + x2 ,5x + 5x2, 0 + 0) + (x3, 5x3, 0)
= (x + x2 + x3, 5x + 5x2 + 5x3, 0 + 0 + 0) = (x + x2 + x3, 5x + 5x2 + 5x3, 0 + 0 + 0)
= [(x+ x2 + x3, 5(x + x2 + x3, 0)] = [(x + x2 + x3 , 5(x+ x2 + x3,0)] //ok
III) u + 0 = u
= (x,5x, 0) + (0,0,0) = (x, 5x,0)
= (x,5x, 0) = (x,5x, 0) //ok
IV) u + (−u) = 0
= (x,5x, 0) − (x,5x, 0) = (0,0,0)
= (x,5x, 0) + (−x,−5x, 0) = (0,0,0)](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-60-320.jpg)
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= (0,0,0) = (0,0,0) //ok
Multiplicação
I)(αβ). u = α(β.u)
= (αβ)(x,5x, 0) = α[(β)(x,5x, 0)]
= (αβx,5αβx, αβ0) = α(βx,5βx, β0)
= (αβx,5αβx, 0) = (αβx,5αβx, 0) //ok
II)(α + β). u = α. u + β. u
= (α + β)(x,5x, 0) = α(x, 5x,0) + β(x,5x, 0)
= (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0) = (αx, 5αx, α0) + (βx, 5βx,β0)
= (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0) = (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0)
= [αx + βx, 5(αx + βx), 0] = [αx + βx, 5(αx + βx), 0] //ok
III)α(u + v) = α. u + α. v
= α[(x,5x,0) + (x2, 5x2, 0)] = α(x,5x, 0) + α(x2,5x2,0)
= α(x + x2, 5x + 5x2, 0 + 0) = (αx,5αx, α0) + (αx2, 5αx2, α0)
= (αx + αx2, 5αx + 5αx2, α0 + α0) = (αx + αx2,5αx + 5αx2, α0 + α0)
= [(αx+ αx2, 5(αx + αx2), 0] = [(αx + αx2, 5(αx + αx2),0] //ok
IV)1. u = u
= 1(x,5x,0) = (x,5x, 0)
= (x,5x, 0) = (x,5x, 0) //ok
Logo A é Espaço Vetorial
Lista TED 25:
Subespaço vetorial
123)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S = {(x, y, z)| x = 4y e z = 0}
u = (4y, y, 0) v = (4y1, y1, 0)
u + v=(4y, y, 0) + (4y1, y1, 0)
=(4y +4y1, y+y1, 0+0) ok
α(u)=α(4y, y, 0)
= (α4y, αy, 0) ok Logo é subespaço vetorial
124)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S = {(x, y, z)|x = z²}
u = ( z1
2
, y1 , z1) e v = (z2
2
, y2, z2)
u+v
(z²1, y1, z1) + (z²2, y2, z2)
(z1
2
+ z2
2
, y1 + y2 , z1 + z2) não pois z1
2
+ z2
2
≠ (z1 + z2)2](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-61-320.jpg)
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α.u
α(z1
2
,y1, z1)
(αz1
2
, αy1, αz1) não pois αz1
2
≠ (αz1)2
S não é um subespaço de V
125)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S = {(x, y, z)| z= 2x - y}
u = (x1,y1, 2x1 – y1)
v = ( x2, y2, 2x2 – y2)
u + v = (x1+x2, y1+y2 + 2x1-y1+2x2-y2)
(x1+x2 , y1+y2 + 2(x1 + x2 -y1-y2)
α .u = α (x,y, 2x − y)
= (αx,αy, 2αx − αy)
Logo S é um subespaço de ℝ3
126)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S =
1) u + v = [
a1 b1
a1 + b1 0
] + [
a2 b2
a2 + b2 0
]
u + v = [
a1 + a2 b1 + b2
a1 + a2 + b1 + b2 0
] OK
2) αu = α [
a1 b1
a1 + b1 0
]
[
αa1 αb1
αa1 + αb1 0
] OK
127)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S = {(x, 2x ); x ℝ }
u=(x, 2x) v=(x’, 2x’)
u+v
'2,'
'22´,
'2,'2,
xxxx
xxxx
xxxx
ok
.u
xx
xx
xx
2,
2,
2,
0; debac
dc
ba](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-62-320.jpg)
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ok
é um subespaço
128)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S =
R,,;
0
cba
c
ba
S= {[
a b
0 c
] ; a, b c є R} u = [
a1 b1
0 c1
] v = [
a2 b2
0 c2
]
u + v = [
a1 b1
0 c1
] + [
a2 b2
0 c2
] = [
a1 + a2 b1 + b2
0 c1 + c2
]ok
∝. u = ∝.[
a1 b1
0 c1
] = [
∝ a1 ∝ b1
0 ∝ c1
]ok
Logo é um subespaço.
129)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço.
S = {(x, y) | x = 0}
u = (0, y1) v = (0, y2)
u + v = (0, y1 + y2) //ok
α. u = α(0,y1) = (0,αy1) //ok
Logo S é subespaço
Lista TED 26:
Combinação linear
130)Sejam os vetores u = (2, -3, 2) e v = (-1, 2, 4) em ℝ3.
a) Escrever o vetor w = (5, -7, 10) como combinação linear de u e v.
(5, -7, 10) = a . (2, -3, 2) + b . (-1, 2, 4)
(5, -7, 10) = (2a, -3a, 2a) + (-b, 2b, 4b)
(5, -7, 10) = (2a-b , -3a+2b, 2a+4b)
{
2a − b = 5
−3a + 2b = −7
2a + 4b = 10
8a - 4b = 20 2(3) - b = 5 -3a + 2b = -7
2a + 4b = 10 6 - b = 5 -3(3) + 2(1) = -7
10a = 30 -b = 5 - 6 -9 + 2= -7
a = 30
10⁄ = 3 b = 1 -7 = -7
Logo 𝐰 = 𝟑. 𝐮 + 𝟏 . 𝐯](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-63-320.jpg)
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4
82
1426
14223
b
b
b
b
12
12
164
4422
k
k
k
k
135)Dados os vetores v1= (−3,2, 1) e v2 = (0, 5, 4), para que valor de K o vetor v =
(15, K ,3) é combinação linear de v1 e v2?
(15, k, 3) = a(−3,2,1) + b(0,5,4)
(15, k, 3) = (−3a,2a, a) + (0,5b,4b)
(15, k, 3) = (−3a,2a + 5b, a + 4b)
{
−3a = 15
2a + 5b = k
a + 4b = 3
−3a = 15
a =
−15
3
a = −5
a+ 4b = 4 2.(−5) + 5 (
9
4
) = k −40 + 45 = k
−5 + 4b = 4 −10 +
45
4
= k 𝐤 = 𝟓
4b = 4 + 5
b =
9
4
Os dois problemas a seguir se referem aos vetores
v1 = (-1,2,1), v2 = (1,0,2) e v3 = (-2,-1, 0) do ℝ3.
136)Expressar o vetor w = (-8,4,1) como combinação linear dos vetores v1, v2 e v3.
D = [
−1 1 −2
2 0 −1
1 2 0
] [
−1 1
2 0
1 2
] = D = (0 − 1 − 8) − (0 + 2 + 0) = −11
Dx = [
−8 1 −2
4 0 −1
1 2 0
] [
−8 1
4 0
1 2
] = Dx = (0 − 1 − 16) − (0 + 16 + 0) = −33](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-67-320.jpg)
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Dy = [
−1 −8 −2
2 4 −1
1 1 0
] [
−1 −8
2 4
1 1
] = Dy = (0 + 8 − 4) − (−8 + 1 + 0) = 11
Dz = [
−1 1 −8
2 0 4
1 2 1
] [
−1 1
2 0
1 2
] = Dz = (0 + 4 − 32)− (0 − 8 + 2) = −22
X =
Dx
D
=
−33
−11
= 3
Y =
Dy
D
=
11
−11
= −1
Z =
Dz
D
=
−22
−11
= 2
w = 3(v1)+ (−1)(v2)+ 2(v)
137)Expressar o vetor v = (0,2,3) como combinação linear de v1, v2 e v3.
D = [
−1 1 −2
2 0 −1
1 2 0
] [
−1 1
2 0
1 2
] = D = (0 − 1 − 8) − (0 + 2 + 0) = −11
Dx = [
0 1 −2
2 0 −1
3 2 0
] [
0 1
2 0
3 2
] = Dx = (0 − 3 − 8) − (0 + 0 + 0) = −11
Dy = [
−1 0 −2
2 2 −1
1 3 0
] [
−1 0
2 2
1 3
] = Dy = (0 + 0 − 12) − (−4 + 3 + 0) = −11
Dz = [
−1 1 0
2 0 2
1 2 3
] [
−1 1
2 0
1 2
] = Dz = (0 + 2 + 0) − (0 − 4 + 6) = 0
X =
Dx
D
=
−11
−11
= 1
Y =
Dy
D
=
−11
−11
= 1
Z =
Dz
D
=
0
−11
= 0
v = 1(v1) + 1(v2)+ 0(v3)
Lista TED 27:](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-68-320.jpg)
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Transformações lineares
138)Verificar se a função (transformação) é linear.
f: R² R², f(x, y) = (x², y²)
Definição: Sejam U e V espaços vetoriais. Diz-se que T: U V é uma transformação
linear se satisfaz às duas seguintes propriedades:
1. Para qualquer u e v de R²: T(u+v) = T(u) + T(v).
2. Para qualquer k real e qualquer v de V: T(kv)=k.T(v).
Então, você escreve dois vetores u(u1, u2) e v(v1 , v2), por exemplo. Daí verifica se
as duas propriedades são satisfeitas.
T(u + v) = T((u1, u2) + (v1, v2)) = T(u1+v1, u2, v2) = [(u1 + v1)², (u2 + v2)²]
T(u) = T(u1, u2) = (u1², u2²)
T(v) = T(v1, v2) = (v1², v2²)
T(u) + T(v) = (u1², u2²) + (v1², v2²) = [(u1²+v1²), (u2², v2²)]
Veja que [(u1 + v1)², (u2 + v2)²] não é igual a [(u1²+v1²), (u2², v2²)], logo, a
transformação não é linear.
139)Verificar se a função (transformação) é linear.
f : ℝ2 ℝ 2 , f(x,y) = (2x – y, 3x + 5y)
))5533(),22((
))(5)(3,)()(2(
),()v(
)()()v(
21212121
21212121
2121
2,21,1
yyxxyyxxf
yyxxyyxxf
yyxxfuf
yxfyxfuf
))5353(),22(()v()(
)53,2()53,2()v()(
2,2112,211
2,22,2111,1
yxyxyxyxffuf
yxyxfyxyxffuf
))5353(),22(())5533(),22((
)v()()(
2,2112,21121212121 yxyxyxyxfyyxxyyxxf
fufvuf
Logo a função (transformação) é linear.
140)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que:
f(1, 0, 0) = (2, 1), f(0, 1, 0) = (-1, 0) e f(0, 0, 1) = (1, -2)
i. Determinar a matriz canônica de f;
10
01
00
0
0
1
ii. Calcular f(3, 4, 5);
Expressando o vetor )5,4,3( como combinação linear dos vetores da base, vem:
)1,0,0()0,1,0()0,0,1()5,4,3( cba
)c,0,0()0,b,0()0,0,()5,4,3( a
)c,b,()5,4,3( a](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-69-320.jpg)
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yba
x0a
Sistema cuja solução é: yxxa b, . Então,
))(()()y,( 21 yxxx
aplicando f , vem:
x)y,3xy,(4x
0)y,xy,(xx)2x,(3x,
0)1,(1,)(1)2,(3,x
)()()(x)y,( 21
yx
fyxfxf
142)Dada a transformação linear T: R³ R² tal que:
T(1, 0, 0) = (2, -1), T(0, 1, 0) = (-1, 1) e T(0, 0, 1) = (1, -2)
a) determinar a matriz canônica de T;
b) calcular T(3, 4, 2);
c) calcular T(x, y, z).
i. Sabemos que: T(x,y,z) = T[x(1,0,0) + y(0,1,0) + z(0,0,1)] ( fácil a observação
)
Mas, foi dito que a transformação é linear, então ela obedece as duas
propriedades, ou seja,
T(x, y, z) = T[x(1, 0, 0)] + T[y(0, 1, 0)] + T[z(0, 0, 1)] (primeira propriedade)
T(x, y, z) = x.T(1, 0, 0) + y.T(0, 1, 0) + z.T(0, 0, 1) ( segunda propriedade )
T(x, y, z) = x(2, -1) + y(-1, 1) + z(1, -2) ----> (substitui os dados do problema
)
T(x, y, z) = (2x, -x) + (-y, y) + (z, -2z)
T(x, y, z) = (2x-y+z , -x+y-2z) (Letra c )
T(3,4,2) = (2.3-4+2 , -3+4-2.2) = (4 , -3) (Letra b)
A matriz canônica é:
[
2 −1 1
−1 1 −2
]
ii. Uma transformação linear T: R² R³ é tal que
T(-1, 1) = (3, 2, 0) e T(0, 1) = (1, 1, -1) Determinar:
a) T(2, 4)
T(x, y)
T(x, y) = T[x(1, 0) + y(0, 1)]
T(-1, 1) = T[-1(1, 0) + 1(0,1)] = -1.T(1, 0) + 1.T(0, 1)
(3, 2, 0) = -1.T(1, 0) + (1, 1, -1)
(3, 2, 0) - (1, 1, -1) = -1.T(1, 0)
(2, 1, 1) = -1.T(1, 0)
T(1, 0) = (-2, -1, -1)
Daí, T(x, y) = T[x(1, 0) + y(0, 1)] = x.T(1, 0) + y.T(0, 1) = x(-2, -1, -1) + y(1, 1, -
1)
T(x, y) = (-2x, -x, -x) + (y, y, -y)
T(x, y) = (-2x+y, -x+y, -x-y) ---> (letra b )](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-71-320.jpg)
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3.22.41.1
3.2.1.
)2,4,1(
)2,4,1(
vvvw
vcvbvaw
w
f
),0,0()0,,0()0,0,()2,4,1(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1()2,4,1(
cba
cba
)0,6()2,4,1(
)4,4()4,0()0,2()2,4,1(
)2,2(2)1,0(4)0,2(1)2,4,1(
2
4
1
f
f
f
c
b
a
iii. calcular f(x, y, z).
)2,22(),,(
)2,2(),0()0,2(),,(
)2,2()1,0()0,2(),,(
),0,0()0,,0()0,0,(),,(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,(
)3()2()1(
)3()2()1(
),,(
),,(
zyzxzyxf
zzyxzyxf
zyxzyxf
cz
by
ax
cbazyx
cbazyx
vzvyvxw
vcvbvaw
zyxw
zyxf
145)Uma transformação linear f: R2 R3 é tal que
f(-1, 1) = (3, 1, 0) e f(0, 1) = (1, -2, -1) Determinar:
i. f(-2, 4)
(-2,4) = -2 (-1,1) + [4 (0,1)]
f(-2,4) = -2f(-1,1)+ [4f(0,1)]
= -2.(3,1,0) + [ 4(1,-2,-1)]
= (-6,-2,0) + (4,8,4)
= (-2,6,4)
ii. f(x, y)
(x,y) = x(-1,1) + y (0,1)
F(x,y) = xf(-1,1) + yf(0,1)
= x(3,1,0) + y(1,-2,-1)
= (3x,x,0) + (y,-2y,-y)
= (3xy,-2xy,-y)](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-73-320.jpg)
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),0,0()0,,0()0,0,()2,4,1(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1()2,4,1(
cba
cba
)0,6()2,4,1(
)4,4()4,0()0,2()2,4,1(
)2,2(2)1,0(4)0,2(1)2,4,1(
2
4
1
f
f
f
c
b
a
iii. calcular f(x, y, z).
cz
by
ax
cbazyx
cbazyx
vzvyvxw
vcvbvaw
zyxw
zyxf
),0,0()0,,0()0,0,(),,(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,(
)3()2()1(
)3()2()1(
),,(
),,(
148)Uma transformação linear f: R2 R3 é tal que
f(-1, 1) = (3, 1, 0) e f(0, 1) = (1, -2, -1) Determinar:
i. f(-2, 4)
(-2,4) = -2 (-1,1) + [4 (0,1)]
f(-2,4) = -2f(-1,1)+ [4f(0,1)]
= -2.(3,1,0) + [ 4(1,-2,-1)]
= (-6,-2,0) + (4,8,4)
= (-2,6,4)
ii. f(x, y)
(x,y) = x(-1,1) + y (0,1)
F(x,y) = xf(-1,1) + yf(0,1)
= x(3,1,0) + y(1,-2,-1)
= (3x,x,0) + (y,-2y,-y)
= (3xy,-2xy,-y)
149)Verificar se a função (transformação) é linear.
f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = (y – x, 0)
I)f(v + u) = f(x1 + x2, y1 + y2)
f(v + u) = [2(x1 + x2) − (y1 + y2), 3(x1 + x2) + 5(y1 + y2)]](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-75-320.jpg)
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)1,4()0,1,1(
)0,0()2,3()1,1()0,1,1(
)1,1(0)2,3(1)1,1(1)0,1,1(
0
1
1
),0,0()0,,0()0,0,()0,1,1(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1()0,1,1(
3.02.11.1
3.2.1.
)0,1,1(
)0,1,1(
f
f
f
c
b
a
cba
cba
vvvw
vcvbvaw
w
f
iii. calcular f(x, y, z).
)2,3(),,(
),()2,3(),(),,(
)1,1()2,3()1,1(),,(
),0,0()0,,0()0,0,(),,(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,(
)3()2()1(
)3()2()1(
),,(
),,(
zyxzyxzyxf
zzyyxxzyxf
zyxzyxf
cz
by
ax
cbazyx
cbazyx
vzvyvxw
vcvbvaw
zyxw
zyxf
154)Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que
f(-1, 1) = (0, 1, 0) e f(0, 1) = (-3, 0, -2) Determinar:
i. f(-4, -3)
(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4
f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 ff
= )]2,0,3(3[)0,1,0(4
= )6,0,9()0,4,0(
= )6,4,9(
ii. (x, y)= )1,0()1,1( yx
f(x, y)= )1,0()1,1( yfxf
= )2,0,3()0,1,0( yx
= )2,0,3()0,,0( yyx ](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-78-320.jpg)
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iii. calcular f(x, y, z).
)2,3(),,(
),()2,3(),(),,(
)1,1()2,3()1,1(),,(
),0,0()0,,0()0,0,(),,(
)1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,(
)3()2()1(
)3()2()1(
),,(
),,(
zyxzyxzyxf
zzyyxxzyxf
zyxzyxf
cz
by
ax
cbazyx
cbazyx
vzvyvxw
vcvbvaw
zyxw
zyxf
157)Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que
f(-1, 1) = (0, 1, 0) e f(0, 1) = (-3, 0, -2) Determinar:
a)f(-4, -3)
f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4
f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 ff
= )]2,0,3(3[)0,1,0(4
= )6,0,9()0,4,0(
= )6,4,9(
b) f(x, y)= )1,0()1,1( yx
f(x, y)= )1,0()1,1( yfxf
= )2,0,3()0,1,0( yx
= )2,0,3()0,,0( yyx
= )2,,3( yxy
a. Verificar se a função (transformação) é linear.
f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = (3y, -2x, 0)
𝐟( 𝐮 + 𝐯) = 𝐟( 𝐲𝟏 + 𝐲𝟐, 𝐱1 + 𝐱𝟐, 𝟎)
= ( 𝟑( 𝐲𝟏 + 𝐲𝟐),−𝟐( 𝐱𝟏 + 𝐱𝟐), 𝟎)
= ( 𝟑𝐲𝟏 + 𝟑𝐲𝟐,−𝟐𝐱𝟏 − 𝟐𝐱𝟐, 𝟎)
= ( 𝟑𝐲𝟏,−𝟐𝐱𝟏) + ( 𝟑𝐲𝟐,−𝟐𝐱𝟐)
= 𝐟( 𝐮)+ 𝐟( 𝐯)
𝐟( 𝛂𝐮) = 𝐟(∝ 𝐲𝟏,∝ 𝐱𝟏)](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-80-320.jpg)
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= ( 𝟑 ∝ 𝐲𝟏,−𝟐 ∝ 𝐱𝟏, ∝ 𝟎)
=∝ 𝐟( 𝐮)
R: Sim, a função é linear.
158)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que:
f(1, 0, 0) = (-5, 4), f(0, 1, 0) = (-3, 2) e f(0, 0, 1) = (0,1)
i. Determinar a matriz canônica de f;
𝐓 = [
𝟏
𝟎
𝟎
𝟎
𝟏
𝟎
𝟎
𝟎
𝟏
] = [
−𝟓
−𝟑
𝟎
𝟒
𝟐
𝟏
]
ii. Calcular f(-1, 1, -4);
(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = 𝐚( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛( 𝟎, 𝟏, 𝟎)+ 𝐜( 𝟎, 𝟎, 𝟏)
{
𝐚 = −𝟏
𝐛 = 𝟏
𝐜 = −𝟒
𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = −𝟏𝐟( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝟏𝐟( 𝟎, 𝟏𝟎, )− 𝟒𝐟( 𝟎, 𝟎, 𝟏)
= −𝟏(−𝟓, 𝟒) + 𝟏(−𝟑, 𝟐) − 𝟒( 𝟎, 𝟏)
= ( 𝟓,−𝟒) + (−𝟑, 𝟐)+ ( 𝟎,−𝟒)
𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = ( 𝟐,−𝟔)
iii. Calcular f(x, y, z).
( 𝐱, 𝐲, 𝐳) = 𝐚( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛( 𝟎, 𝟏, 𝟎)+ 𝐜( 𝟎, 𝟎, 𝟏)
{
𝐚 = 𝐱
𝐛 = 𝐲
𝐜 = 𝐳
𝐟( 𝐱, 𝐲, 𝐳) = 𝐚𝐟( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛𝐟( 𝟎, 𝟏𝟎, )+ 𝐜𝐟( 𝟎, 𝟎, 𝟏)
= 𝐚(−𝟓, 𝟒) + 𝐛(−𝟑, 𝟐) + 𝐜( 𝟎, 𝟏)
= (−𝟓𝐚, 𝟒𝐚) + (−𝟑𝐛, 𝟐𝐛)+ ( 𝟎, 𝐜)
𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = (−𝟓𝐚− 𝟑𝐛, 𝟒𝐚 + 𝟐𝐛 + 𝐜)
b. Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que
f(-1, 1) = (0, 1, -2) e f(0, 1) = (-3, 0, 1) Determinar:
i. f(2, -3)
(2, −3) = a(−1,1) + b(0,1)
= (−a,a) + (0, b)
= (−a,a + b)
{
−𝐚 = 𝟐
𝐚 + 𝐛 = −𝟑
𝐚 = −𝟐
−𝟐 + 𝐛 = −𝟑
𝐛 = −𝟏](https://image.slidesharecdn.com/exerciciosresolvidos1-180504170924/85/Exercicios-resolvidos-1-81-320.jpg)
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- 1. 1 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Resolução dos exercícios do Trabalho Efetivo Discente – TED Lista de exercícios 1. 01) Determine os elementos dos conjuntos: a) A = { x | x2 = 9 } Solução: x2 = 9 𝑥 = ±√9 𝑥 = ±3 A = {-3, 3} b) B = { x | x é letra da palavra "arara"} B = {a, r} c) C = { x | x R e x2 < 0 } C = 𝝓 d) D = { x | x N e x 3 } D = {0,1,2,3} 02) Descreva por meio de uma propriedade característica de seus elementos os conjuntos: a) A = { a, e, i, o, u } A = { x | x é vogal} b) B = { 2, 4, 6, 8, ....} B= { x | x é natural par} c) C = { r, s, t, u, v, x, z} C = { x | x são as 7 últimas letras do alfabeto} 03) Sejam A= {x, y, z} e B={x}. Escrever com símbolos as seguintes sentenças classificando-as em falsas ou verdadeiras: a) x é elemento de A x ∈ A verdadeira b) y não pertence a B y∉ 𝑩 verdadeira c) B é subconjunto de A 𝑩 ⊂ 𝑨 verdadeira d) B pertence a A Está não é uma relação válida e) B está contido em A 𝑩 ⊂ 𝑨 verdadeira Lista de exercícios 2. 04) Se A = {a} , B = {a, b} , C = {c, d} , D = { a, b, c} e E = { b, c, d}, determinar quais das seguintes sentenças são verdadeiras, justificando as falsas: a) A D ( V ) b) B E ( F ) pois em a ∉ D
- 2. 2 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com c) D = E ( F ) pois possuem elementos diferentes d) C D ( F ) pois a ∉ 𝑫 e b ∉ 𝑫 e) B C ( V ) f) B D ( F ) pois os elementos de pertencemtambém a D 05) Dados A= {x R | 0 x 4} e B = {xR | 1 x 3} determinar A - B. A – B = { x ∈ R |0≤ x< 1 e 3< x≤4} 06) Numa escola com 517 alunos, 290 estudam Matemática, 210 estudam Física e 112 não estudam nem Matemática nem Física. Pede-se: quantos alunos estudam Matemática ou Física? 405 quantos alunos estudam Matemática e Física? 95 quantos alunos estudam Matemática e não estudam Física? 195 Como a escola tem 517 e 112 não estudam nem matemática e nem física, temos: 517 – 112 = 405 Portanto 405 alunos estudam matemática e/ou física. Como 290 estudam matemática e 210 estudam física, temos: 290 + 210 = 500 Mas como vimos temos apenas 405 alunos, logo a diferença são os alunos que estudam as duas matérias. 500- 405 = 95 Veja a representação no diagrama de Venn. Lista de exercícios 3. 07) Dado o conjunto A = {a, c, e, g, i}, indique quais das seguintes sentenças são verdadeiras: a) e A V b) hA F c) iA F d) cA V e) dA V 08) Represente, através da enumeração dos elementos, os seguintes conjuntos: a) O conjunto A, dos números primos menores que 10. A = { 2,3,5,7} b) O conjunto B, dos pólos geográficos. B = {norte, sul, leste, oeste} c) O conjunto C, dos números múltiplos positivos de 3 menores que 15. C = {3,6,9,12} d) O conjunto D, dos divisores positivos de 9. D= {1,3,9} e) O conjunto E, dos números pares maiores que 7. E = {8,10,12,14,...} M F U 195 11595 112
- 3. 3 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 09) Determine os elementos dos seguintes conjuntos: a) A = {x | x é número de uma das faces do dado} A = {1,2,3,4,5,6} b) B = {x | x é dia da semana cujo nome começa por s} B = { segunda-feira, sexta-feira, sábado} c) C = {x | x é numero ímpar compreendido entre 12 e 18} C = {13,15,17} d) D = {x | x é consoante da palavra conjunto} D = {c,n,j,t} 10) Represente os seguintes conjuntos através de uma propriedade comum a seus elementos: a) A = {1,3,5} A = { x | x é impar e x<7} b) B = {1,2,4,8,16,32} B = { x | x é 𝟐 𝒙 com 𝟏 ≤x≤ 𝟓} c) C = {cheia, nova, minguante, quarto crescente} C = { x | x fases da lua} d) D = {trapézio retângulo, trapézio isósceles, trapézio escaleno} D = { x | x tipos de trapézio } 11) Verifique se cada um dos seguintes conjuntos é unitário ou vazio, JUSTIFICANDO SUA RESPOSTA: a) A = {x | x é número natural e x – 2 = 5} É unitário pois só existe um valor para x, x = 7 b) B = {x | x é número par compreendido entre 6 e 8} É vazio pois não existe par entre 6 e 8 c) C = {x | x é número natural primo e par} É unitário pois só existe o número 2 d) D = {x | x é número natural e x . 0 = 2} É vazio pois todo número multiplicado por 0 dá como resultado 0 Lista de exercícios 4. 12) Dados os conjuntos A = {0, 2, 4, 6}, B = {0, 4}, C = {4} e D = {0, 2} assinale as sentenças verdadeiras, JUSTIFICANDO SUA RESPOSTA: a) A C V b) D B V c) C B F pois em 0∉C d) A D V 13) Dados os conjuntos A = {1, 3, 5, 7, 9} B = {x | x é número natural e x – 5 = 2} C = {x | x é número inteiro compreendido entre 5 e 8} Assinale as sentenças verdadeiras, JUSTIFICANDO SUA RESPOSTA: a) A C F pois 6 ∉ 𝑪 b) B A V pois todos elementos de B também são de A 14) Determine o número de elementos de P(A) nos seguintes casos:
- 4. 4 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com a) A = {x | x é número primo entre 4 e 8} 𝟐 𝒏 onde n é o número de elementos do conjunto, Logo como A tem 2 elementos, temos 𝟐 𝟐 = 𝟒 b) B = {x | x é numero natural ímpar menor do que 8} 𝟐 𝒏 onde n é o número de elementos do conjunto, Logo como A tem 4 elementos, temos 𝟐 𝟒 = 𝟏𝟔 15) Sabendo que o conjunto das partes de um conjunto tem 32 elementos, determine o número de elementos do conjunto A. 𝟐 𝒏 = 𝟑𝟐 𝟐 𝒏 = 𝟐 𝟓 𝒏 = 𝟓 16) Dado A ={4, 6}, temos que P(A) = { , {4}, {6}, A}. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada afirmação, justificando cada afirmação: a) 4A V b) 4 P(A) F, pois 4 é elemento do conjunto A c) P(A) V d) A F, pois está contido nas partes de A e) A P(A) V Lista de exercícios 5. 17) Hachure nos diagramas a região que representa os seguinte conjuntos: a) A B b) A B C 18) Dados os conjuntos A = {a, e}, B = {b, c, d, f}, C = {a, c, e, g} e D = {b, d, f}, determine: a) A B= {a,b,c,d,e,f} b) A C= {a,c,e,g} c) B D={b,c,d,f} d) (A B) C = {a,b,c,d,e,f,g} 19) Dados os conjuntos A = {1, 3, 5, 7}, B = {2, 4, 6, 8} e C = {3, 4, 5}, obtenha: a) A – B = {1, 3, 5, 7} b) B – C = {2, 6, 8} c) C – B = {3, 5} d) A – C = {1, 7} 20) Indique se é verdadeira (V) ou falsa (F) cada afirmação: a) A – B = B – A F b) (A – B) (A B) V c) (A – B) A V 01) Hachure nos diagramas a região que representa os seguinte conjuntos: a) A B b) A B C A B A B
- 5. 5 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 21) Numa comunidade são consumidos três produtos A, B e C. Feita uma pesquisa de mercado sobre o consumo foram obtidos os resultados da tabela abaixo: Produtos A B C A e B B e C A e C A e B e C Nenhum No. Consumidor es 100 150 200 20 40 30 10 130 Determine quantas pessoas: a) foram consultadas. É só somar todos os valores do diagrama 60+10+10+20+100+30+140+130 = 500 b) consomem somente dois produtos. É só somar as interseções entre dois conjuntos 10+20+30=60 c) não consomem o produto B. é só somar os pedaços fora de B 60+20+140+130= 350 d) não consomem Aou não consomem B. É só somar as partes fora de A e de B 140+ 130 = 270 Lista de exercícios 6: 22) Verdadeiro ou falso? a) ( F ) Vetor é uma grandeza escalar. b) ( V ) Norma de um vetor é sinônimo de tamanho de um vetor. c) ( F ) Um vetor é uma flecha. d)( V ) Duas flechas de mesmo comprimento, mesma direção e mesmo sentido são representantes de um mesmo vetor. e) ( V ) A norma de um vetor e a de seu oposto são iguais: // - u // = // u // f ) ( V ) Se // u // = 1 então u é chamado versor. g) ( V ) O único vetor de norma zero é o vetor nulo. h) ( V ) Para todo vetor u tem-se 0u . i ) ( V ) Se u é um vetor qualquer e A um ponto qualquer, tem-se A – A // u . j ) ( V ) AAB B A B U 60 10010 140 10 3020 130 C
- 6. 6 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Lista de exercícios 7: 23) Decida se é verdadeira ou falsa cada uma das afirmações referentes à Figura 01, justificando sua resposta: FIGURA 01 a) O – F = C – O ( V ) Pois representam o mesmo vetor b) E – O = B – O ( F ) Não pois são vetores opostos c) B – O = C – O ( F ) Não pois são vetores de mesmo tamanho mas sentido e direção diferentes d) D – O = O – A ( V ) Pois representam o mesmo vetor e) A – O = O – D ( V ) Pois representam o mesmo vetor f) E – O = -(O – E) ( V ) Pois representam o mesmo vetor g) C – O = -(F – O) ( V ) Pois representam o mesmo vetor h) C – F = D – E ( F ) Não pois tem tamanho diferentes i) C – B = D – O ( V ) Pois representam o mesmo vetor 24) Na figura 06 estão representados os vetores paralelos u e v e estão indicadas suas normas. Calcule a norma de vu em cada caso e desenhe uma flecha que representa vu .
- 7. 7 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com FIGURA 06 Lista de exercícios 8: A1) (u + v) + w = u + (v + w) A2) u + v = v + u A3) u + 0 = u A4) u +(-u) = 0 M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u) M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v M4) 1.u = u Nos problemas seguintes, apresenta-se, em cada um deles, um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar quais deles são espaços vetoriais. Para aqueles que não são, citar os axiomas que não se verificam. 25) {(x, 2x, 3x); x ℝ }: com as operações usuais u = (x1, 2x1, 3x1), v = (x2, 2x2, 3x2) e w = (x3, 2x3, 3x3), A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2, 2x2, 3x2) + (x3, 2x3, 3x3)] [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2+x3, 2x2+2x3, 3x2+3x3)] (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3) = (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3) (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) = (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2) = (x2, 2x2, 3x2) + (x1, 2x1, 3x1) (x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2) = (x2+x1, 2x2+2x1, 3x2+3x1) (x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2)) = (x2+x1, 2(x2+2x1), 3(x2+x1)) Este axioma se verifica A3) u + 0 = u (x1, 2x1, 3x1) + (0,0,0) = (x1, 2x1, 3x1) (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (x1, 2x1, 3x1) + (-x1, -2x1, -3x1) = (0,0,0) (0,0,0) = (0,0,0) Este axioma se verifica u + v = 0u + v = 10 u + v = 4
- 8. 8 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u) (𝛼𝛽). (x1, 2x1, 3x1) = 𝛼(𝛽. (x1, 2x1, 3x1)) (𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1) = 𝛼(𝛽 x1, 2 𝛽 x1, 3 𝛽 x1) (𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1) = (𝛼𝛽 x1, 2 𝛼𝛽 x1, 3 𝛼𝛽 x1) Este axioma se verifica M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u (𝛼 + 𝛽). (x1, 2x1, 3x1) = 𝛼. (x1, 2x1, 3x1) + 𝛽. (x1, 2x1, 3x1) ((𝛼 + 𝛽)x1, (𝛼 + 𝛽)2x1, (𝛼 + 𝛽) 3x1) = (𝛼 x1, 𝛼 2x1, 𝛼 3x1) + (𝛽 x1, 𝛽 2x1, 𝛽 3x1) (𝛼 x1+ 𝛽x1, 𝛼 2x1+ 𝛽2x1, 𝛼 3x1+ 𝛽 3x1) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 2x1+ 𝛽 2x1, 𝛼 3x1+ 𝛽 3x1) Este axioma se verifica M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v 𝛼[(x1, 2x1, 3x1) + (x2, 2x2, 3x2)] = 𝛼. (x1, 2x1, 3x1) + 𝛼. (x2, 2x2, 3x2) 𝛼 [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] = (𝛼 x1, 𝛼 2x1, 3 𝛼 x1) + (𝛼 x2, 2 𝛼 x2, 3 𝛼 x2) 𝛼 [(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2))] = (𝛼 x1+ 𝛼 x2, 𝛼 2x1+2 𝛼 x2, 3 𝛼 x1+3 𝛼 x2) (𝛼 (x1+x2), 2 𝛼 (x1+x2), 3 𝛼 (x1+x2)) = (𝛼 (x1+x2), 2 𝛼 (x1+x2), 3 𝛼 (x1+x2)) Este axioma se verifica M4) 1.u = u 1. (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) Este axioma se verifica Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial. 26) ℝ 2 , com as operações: (a, b) + (c, d) = (a, b) (a, b) = ( a, b) u = (a,b), v = (c,d) e w=(e,f) A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(a,b) + (c,d)] + (e,f) = (a,b) + [(c,d) + (e,f)] [(a,b))] + (e,f) = (a,b) + [(c,d)] (a,b) = (a,b) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (a,b) + (c,d) = (c,d) + (a,b) (a,b) ≠ (c,d) Este axioma não se verifica A3) u + 0 = u (a,b) + (0,0) = (a,b) (a,b) = (a,b) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (a,b)+ (-a,-b) = (0,0) (a,b) ≠ (0,0) Este axioma não se verifica M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u) (𝛼𝛽).(a,b) = 𝛼(𝛽. (a,b)) (𝛼𝛽 a, 𝛼𝛽 b) = 𝛼(𝛽 a, 𝛽 b) (𝛼𝛽 a, 𝛼𝛽 b) = (𝛼𝛽 a,𝛼 𝛽 b) Este axioma se verifica
- 9. 9 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u (𝛼 + 𝛽).(a,b) = 𝛼. (a,b) + 𝛽. (a,b) ((𝛼 + 𝛽)a, (𝛼 + 𝛽)b) = (𝛼 a, 𝛼 b) + (𝛽 a , 𝛽 b) (𝛼 a+ 𝛽a, 𝛼b + 𝛽b) = (𝛼 a+ 𝛽 a, 𝛼 b+ 𝛽 b) Este axioma se verifica M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v 𝛼[(a,b) + (c,d)] = 𝛼.(a,b) + 𝛼.(c,d) 𝛼 (a,b) + 𝛼 (c,d) =. (𝛼 a, 𝛼 b) +( 𝛼 c, 𝛼 d ) (𝛼 a, 𝛼 b)+( 𝛼 c,d 𝛼) = (𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d ) (𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d ) = (𝛼 a+ 𝛼 c , 𝛼 b+ 𝛼 d ) Este axioma se verifica M4) 1.u = u 1.(a,b) = (a,b) (a,b) = (a,b) Este axioma se verifica Como pelo menos um axioma não foi verificado positivamente, logo este não é um espaço vetorial. 27) A = {(x, y) ℝ 2 | y = 5x}: com as operações usuais u = (x1,5x1) , v = (x2, 5x2) e w = (x3,5x3) A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x1,5x1) + (x2, 5x2)] + (x3,5x3) = (x1,5x1) + [(x2, 5x2) + (x3,5x3)] [(x1+ x2,5x1+5x2)] + (x3,5x3) = (x1,5x1) + [(x2+ x3, 5x2+5x3)] (x1+ x2+ x3,5x1+5x2+5x3) = (x1+ x2+ x3,5x1+5x2+5x3) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (x1,5x1) + (x2, 5x2) = (x2, 5x2) + (x1,5x1) (x1+ x2,5x1+5x2) = [(x2+ x1,5x2+5x1) Este axioma se verifica A3) u + 0 = u (x1,5x1) + (0,0) = (x1,5x1) (x1,5x1) = (x1,5x1) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (x1,5x1) + (-x1,-5x1) = (0,0) (0,0) = (0,0) Este axioma se verifica M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u) (𝛼𝛽). (x1,5x1) = 𝛼(𝛽. (x1,5x1)) (𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1) = 𝛼(𝛽. x1,5 𝛽.x1)) (𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1) = (𝛼𝛽 x1,5 𝛼𝛽 x1) Este axioma se verifica M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u (𝛼 + 𝛽). (x1,5x1) = 𝛼. (x1,5x1) + 𝛽. (x1,5x1) ((𝛼 + 𝛽). x1, (𝛼 + 𝛽). 5x1) = (𝛼.x1,5 𝛼.x1) + (𝛽.x1,5 𝛽.x1) (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 5x1+ 𝛽. 5x1) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 𝛼 5x1+ 𝛽. 5x1) (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 5.(𝛼 x1+ 𝛽. x1)) = (𝛼 x1+ 𝛽 x1, 5.(𝛼 x1+ 𝛽. x1)) Este axioma se verifica
- 10. 10 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v 𝛼((x1,5x1) + (x2, 5x2)) = 𝛼.( x1,5x1) + 𝛼. (x2, 5x2) 𝛼 (x1+ x2,5x1+5x2) = (𝛼. x1,5 𝛼.x1) + (𝛼.x2, 5 𝛼.x2) (𝛼 (x1+ x2), 𝛼 (5x1+5x2)) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5 𝛼.x1+5 𝛼.x2) (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5 𝛼.x1+5 𝛼.x2) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2)) (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2)) = (𝛼. x1+ 𝛼.x2, 5(𝛼.x1+ 𝛼.x2)) Este axioma se verifica M4) 1.u = u 1. (x1,5x1) = (x1,5x1) (x1,5x1) = (x1,5x1) Este axioma se verifica Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial. 28) ℝ 2 , com as operações: (x, y) + (x', y') = (x + x', y + y') (x, y) = ( x,0) u =(x, y), v =(x', y') e w =(x”,y”) A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x, y) + (x', y')] + (x”,y”) = (x, y) + [(x', y') + (x”,y”)] (x+ x', y+ y') + (x”,y”) = (x, y) + (x'+ x”, y'+ y”) (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) = (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (x, y) + (x', y') = (x', y') + (x, y) (x+ x', y+ y') = (x'+x, y'+y) Este axioma se verifica A3) u + 0 = u (x, y) + (0,0) = (x,y) (x,y) = (x,y) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (x,y) + (-x,-y) = (0,0) (0,0) = (0,0) Este axioma se verifica M1) (𝜶𝜷).u = 𝜶(𝜷.u) (𝛼𝛽).(x,y) = 𝛼(𝛽.(x,y)) (𝛼𝛽 x,0) = 𝛼(𝛽.x,0)) (𝛼𝛽 x,0) = (𝛼𝛽 x,0) Este axioma se verifica M2) (𝜶 + 𝜷).u = 𝜶.u + 𝜷.u (𝛼 + 𝛽).(x,y) = 𝛼.(x,y) + 𝛽.(x,y) ((𝛼 + 𝛽).x,0) = ( 𝛼.x,0) + (𝛽.x,0) (𝛼 x+ 𝛽.x,0) = (𝛼 x+ 𝛽.x,0) Este axioma se verifica M3) 𝜶(u + v) = 𝜶.u + 𝜶.v 𝛼 [(x, y) + (x', y')] = 𝛼.(x,y) + 𝛼.( x', y') 𝛼 (x+ x', y+ y') = (𝛼.x,0) + (𝛼. x', 0) (𝛼 (x+ x'), 𝛼 (y+ y')) = (𝛼.x+ 𝛼. x',0) (𝛼 x+ 𝛼 x'), 𝛼 y+ 𝛼 y'))≠ (𝛼.x+ 𝛼. x',0) Este axioma não se verifica
- 11. 11 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com M4) 1.u = u 1. (x, y) = (x, y) (x, 0) ≠ (x, y) Este axioma não se verifica Como pelo menos um axioma não foi verificado positivamente, logo este não é um espaço vetorial. Lista de exercícios 9: 29) Abaixo são apresentados subconjuntos de ℝ². Verifique quais deles são subespaços vetoriais do ℝ² relativamente as operações de adição e multiplicação por escalar: a) S = {(y ,y ); y ∈ ℝ} u = (y1, y1) e v = (y2, y2) u+v = (y1, y1) + (y2, y2) (y1+ y2 , y1+ y2) 𝛼 u = 𝛼 (y1, y1) (𝛼 y1, 𝛼 y1) Logo é um subespaço vetorial b) b) S = {(x , y) | x=0} u = (0, y1) e v = (0, y2) u+v = (0, y1) + (, y2) (0 , y1+ y2) 𝛼 u = 𝛼 (0, y1) (0, 𝛼 y1) Logo é um subespaço vetorial 30) Agora são apresentados subconjuntos do ℝ³, verifique quais são subespaços do ℝ³. a) S = {(x, y, z)| x = 4y e z = 0} u = (4y1, y1,0) e v = (4y2, y2,0) u+v = (4y1, y1,0) + (4y2, y2,0) (4y1+4y2, y1+ y2, 0) (4(y1+y2), y1+ y2, 0) 𝛼 u = 𝛼 (4y1, y1,0) (4 𝛼 y1, 𝛼 y1,0) Logo é um subespaço vetorial b) S = {(x, y, z)| z = 2x –y} u = (x1, y1, 2x1 – y1) e v = (x2, y2, 2x2 – y2) u+v = (x1, y1, 2x1 – y1) + (x2, y2, 2x2 – y2) (x1+ x2, y1+ y2, 2x1 – y1+2x2 – y2) (x1+ x2, y1+ y2, 2x1 +2x2– y1 – y2) (x1+ x2, y1+ y2, 2(x1 + x2)– (y1 + y2)) 𝛼 u = 𝛼 (x1, y1, 2x1 – y1)
- 12. 12 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (𝛼 x1, 𝛼 y1, 𝛼 (2x1 – y1)) (𝛼 x1, 𝛼 y1, 2 𝛼 x1 – 𝛼 y1)) Logo é um subespaço vetorial Lista de exercícios 10. 31) Escreva o vetor v = (1, -2, 5) como combinação linear dos vetores e1=(1, 1, 1) , e2=(1, 2, 3) e e3=(2,- 1,1). (1, -2, 5) = a(1, 1, 1) + b(1, 2, 3)+ c(2,-1,1) (1, -2, 5) = (a,a,a) + (b, 2b, 3b)+ (2c,-c,c) (1, -2, 5) = (a+b+2c, a+2b-c, a+3b+c) Agora montamos o sistema: { a + b + 2c = 1 a + 2b − c = −2 a + 3b + c = 5 por escalonamento temos: | a + b + 2c = 1 −a − 2b + c = 2 −b + 3c = 3 | a + b + 2c = 1 −a − 3b − c = −5 −2b + c = −4 { a + b + 2c = 1 −b + 3c = 3 −2b + c = −4 | −b + 3c = 3 6b − 3c = 12 5b = 15 { a + b + 2c = 1 −b + 3c = 3 5b = 15 Com isso temos b = 3, c = 2 e a = -6 Então o vetor v pode ser escrito como: 𝒗 = −𝟔. 𝒆 𝟏 + 𝟑. 𝒆 𝟐 + 𝟐. 𝒆 𝟑 32) Para qual valor de K o vetor u = (1, -2, K) em ℝ ³ é uma combinação linear dos vetores v = (3, 0, -2) e w = (2, -1, -5)? (1, -2, K) = a. (3, 0, -2) + b. (2, -1, -5) (1, -2, K) = (3a, 0, -2a) + (2b, -b, -5b) (1, -2, K) = (3a+2b, -b, -2a-5b) { 3a + 2b = 1 −b = −2 −2a − 5b = k Se b = 2 3a + 2.2 = 1 3a + 4 = 1 3a = −3 a = -1 logo temos: −2a − 5b = k 2 – 10 = k K = -8 33) Mostre que os vetores u = (1, 2, 3), v = (0, 1, 2) e w = (0, 0, 1) geram o ℝ³. (x,y,z) = a. (1, 2, 3) + b(0, 1, 2) + c. (0, 0, 1)
- 13. 13 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (x,y,z) = (a, 2a, 3a) + (0, b, 2b) + (0, 0, c) (x,y,z) = (a, 2a+b, 3a+2b+c) { 𝑎 = 𝑥 2𝑎 + 𝑏 = 𝑦 3𝑎 + 2𝑏 + 𝑐 = 𝑧 Como a = x, temos: 2x + b = y b = -2x + y e para z temos: 3x+2(-2x+y) + c = z 3x -4x +2y + c = z c = x -2y + z 𝒗 = ( 𝒙). 𝒖 + (−𝟐𝒙 + 𝒚). 𝒗 + ( 𝒙 − 𝟐𝒚 + 𝒛). 𝒘 Logo os vetores geram o ℝ³. 34) Sendo os vetores u = (-3, 2 , 1) e v = (0, 5, 4), escrever o vetor w = (15, 0 ,3) como combinação linear de u e v. (15, 0 ,3) = a. (-3, 2 , 1) + b (0, 5, 4) (15, 0 ,3) = (-3a, 2a , a) + (0, 5b, 4b) (15, 0 ,3) = (-3a, 2a +5b , a +4b) { −3𝑎 = 15 2𝑎 + 5𝑏 = 0 𝑎 + 4𝑏 = 3 Sendo a = -5 Temos : -10 + 5b = 0 5b = 10 b =2 Substituindo a e b na última equação para verificar igualdade, temos: -5 + 8 = 3 3 = 3 Portanto w é uma combinação linear u e v 𝒘 = −𝟓𝒖 + 𝟐𝒗 35) Dados os vetores v1 = (0 ,1 ,2) e v2 = (3 ,-5 ,7), para que valor de K o vetor v = (6 ,K ,8) é combinação linear de v1 e v2? (6 ,K ,8) = a(0 ,1 ,2) + b(3 ,-5 ,7) (6 ,K ,8) = (0 ,a ,2a) + (3b ,-5b ,7b) (6 ,K ,8) = (3b , a -5b, 2a +7b) { 3𝑏 = 6 𝑎 − 5𝑏 = 𝑘 2𝑎 + 7𝑏 = 8 Sendo b = 2, temos: 2a + 14 = 8 2a =6 a = 3 assim substituindo na segunda equação temos o valor de k: 3 – 10 = k K = -7
- 14. 14 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Lista de exercícios 11. 36) Determine os subespaços do ℝ³ gerados pelos seguintes conjuntos: a) A = {(2, -1,3)} (𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎(2,−1, 3) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (2𝑎,−𝑎,3𝑎) { 2𝑎 = 𝑥 (−1) −𝑎 = 𝑦 3𝑎 = 𝑧 { −2𝑎 = −𝑥 −𝑎 = 𝑦 3𝑎 = 𝑧 (+) 0 = −𝑥 + 𝑦 + 𝑧 𝐱 − 𝐲 − 𝐳 = 𝟎 𝑺 = {( 𝒙, 𝒚, 𝒛) ∈ ℝ 𝟑| 𝒙 − 𝒚 − 𝒛 = 𝟎)} b) A = {(-1, 3, 2), (2, -2,1)} ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎(−1,3,2) + 𝑏(2, −2,1) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (−𝑎,3𝑎,2𝑎) + (2𝑏,−2𝑏, 𝑏) ( 𝑥, 𝑦 , 𝑧) = (−𝑎 + 2𝑏,3𝑎 − 2𝑏,2𝑎 + 𝑏) { −𝑎 + 2𝑏 = 𝑥 3𝑎 − 2𝑏 = 𝑦 2𝑎 + 𝑏 = 𝑧 { −𝑎 + 2𝑏 = 𝑥 3𝑎 − 2𝑏 = 𝑦 (+) 2𝑎 = 𝑥 + 𝑦 𝑎 = 𝑥+𝑦 2 −((𝑥 + 𝑦) 2) + 2𝑏 = 𝑥⁄ −𝑥−𝑦 2 + 2𝑏 = 𝑥 −𝑦−𝑥+4𝑏=2𝑥 2 4𝑏 = 2𝑥 + 𝑥 + 𝑦 𝑏 = 3𝑥+𝑦 4 Voltando e substituindo: 2𝑎 + 𝑏 = 𝑧 2 ( 𝑥+𝑦 2 ) + 3𝑥+𝑦 4 = 𝑧 𝑥 + 𝑦 + 3𝑥+𝑦 4 = 𝑧 4𝑥+4𝑦+3𝑥+𝑦=4𝑧 4 𝟕𝒙 + 𝟓𝒚 − 𝟒𝒛 = 𝟎 𝑺 = {( 𝒙, 𝒚, 𝒛) ∈ ℝ 𝟑| 𝟕𝒙 + 𝟓𝒚− 𝟒𝒛 = 𝟎}
- 15. 15 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com c) A = {(1, 0, 1), (0, 1, 1), (-1, 1,0)} ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎(1,0,1) + 𝑏(0,1,1) + 𝑐(−1,1,0) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = ( 𝑎,0, 𝑎) + (0, 𝑏, 𝑏) + (−𝑐, 𝑐,0) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑎 − 𝑐, 𝑏 + 𝑐, 𝑎 + 𝑏) { 𝑎 − 𝑐 = 𝑥 𝑏 + 𝑐 = 𝑦 𝑎 + 𝑏 = 𝑧 | 𝑎 − 𝑐 = 𝑥(−1) 𝑎 + 𝑏 = 𝑧 + 𝑏 + 𝑐 = −𝑥 + 𝑧 | 𝑏 + 𝑐 = 𝑦 𝑏 + 𝑐 = −𝑥 + 𝑧 𝑦 = −𝑥 + 𝑧 𝒙 + 𝒚 + 𝒛 = 𝟎 𝑺 = {( 𝒙, 𝒚 , 𝒛) ∈ ℝ 𝟑| 𝒙 + 𝒚 − 𝒛 = 𝟎} 37) Verificar se os vetores v = (2 ,2) e u = (-3 ,2) geram o ℝ 2 : 𝑎(2,2) + 𝑏(−3, 2) = (𝑥, 𝑦) (2𝑎,2𝑎) + (−3𝑏,2𝑏) = (𝑥, 𝑦) (2𝑎 − 3𝑏,2𝑎 + 2𝑏) = (𝑥, 𝑦) { 2𝑎 − 3𝑏 = 𝑥 (−1) 2𝑎 + 2𝑏 = 𝑦 −2𝑎+3𝑏=−𝑥 2𝑎+2𝑏= 𝑦 5𝑏= −𝑥+𝑦 𝑏 = −𝑥+𝑦 5 2𝑎 + 2 ( −𝑥+𝑦 5 ) = 𝑦 2𝑎 − 2𝑥+2𝑦 5 = 𝑦 10𝑎−2𝑥+2𝑦=5𝑦 5 10𝑎 = 2𝑥 + 5𝑦 − 2𝑦
- 16. 16 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝑎 = 2𝑥+3𝑦 10 Logo 𝒘 = ( 𝟐𝒙+𝟑𝒚 𝟏𝟎 )𝒗 + ( −𝒙+𝒚 𝟓 )𝒖 Portanto gera. ℝ 2. 38) mostrar que os vetores u = (2, 1) e v = (1, 1) geram o ℝ 2 . 𝑎(2,1) + 𝑏(1,1) = (𝑥, 𝑦) (2𝑎, 𝑎) + ( 𝑏, 𝑏) = (𝑥, 𝑦) (2𝑎 + 𝑏, 𝑎 + 𝑏) = (𝑥, 𝑦) { 2𝑎 + 𝑏 = 𝑥 𝑎 + 𝑏 = 𝑦 (−1) | +2𝑎+𝑏=𝑥 −𝑎−𝑏=−𝑦 𝑎 = 𝑥−𝑦 𝑥 − 𝑦 + 𝑏 = 𝑦 𝑏 = −𝑥 + 2𝑦 𝒘 = ( 𝒙 − 𝒚) 𝒖 + (−𝒙 + 𝟐𝒚) 𝒗 Logo gera ℝ 2 . 39) Dado o conjunto A = {v1 = (-1,3,-1), v2 = (1,2,4)} IR3 , determinar o subespaço G(A). ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎(−1,3,−1) + 𝑏(1,2,4) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (−𝑎,3𝑎,−𝑎) + (𝑏,2𝑏, 4𝑏) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (−𝑎 + 𝑏, 3𝑎 + 2𝑏, −𝑎 + 4𝑏) { −𝑎 + 𝑏 = 𝑥 (3) 3𝑎 + 2𝑏 = 𝑦 −𝑎 + 4𝑏 = 𝑧 | −3𝑎+3𝑏=3𝑥 3𝑎+2𝑏=𝑦 5𝑏=3𝑥+𝑦 𝑏 = 3𝑥+𝑦 5 −𝑎 + ( 3𝑥+𝑦 5 ) = 𝑥 −𝑎 + 3𝑥+𝑦 5 = 𝑥 −5𝑎+3𝑥+𝑦=5𝑥 5 −5𝑎 = −5𝑥 − 3𝑥 − 𝑦 (−1)
- 17. 17 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 5𝑎 = −5𝑥 + 3𝑥 + 𝑦 𝑎 = −2𝑥+𝑦 5 Substituindo na 3° equação: −𝑎 + 4𝑏 = 2 −( −2𝑥 + 𝑦 5 ) + 4 ( 3𝑥 + 𝑦 5 ) = 𝑧 2𝑥+𝑦 5 + 12𝑥+4𝑦 5 = 𝑧 2𝑥 − 𝑦 + 12𝑥 + 4𝑦 = 5𝑧 14𝑥 + 3𝑦 − 5𝑧 = 0 𝑺 = {( 𝒙, 𝒚, 𝒛) ∈ ℝ 𝟑 | 𝟏𝟒𝒙 + 𝟏𝟑𝒚− 𝟓𝒛 = 𝟎} 40) Determinar o subespaço G(A) para A = {(1, -2), (-2, 4)} ℝ 2 e dizer o que representa geometricamente esse subespaço. 𝑎(1,−2) + 𝑏(−2,4) = (𝑥, 𝑦) ( 𝑎,−2𝑎) + (−2𝑏,4𝑏) = (𝑥, 𝑦) ( 𝑎 − 2𝑏, −2𝑎 + 4𝑏) = ( 𝑥, 𝑦) { 𝑎 − 2𝑏 = 𝑥 (2) −2𝑎 + 4𝑏 = 𝑦 (+) 0 = 2𝑥 + 𝑦 𝟐𝒙 + 𝒚 = 𝟎 𝑦 = −2𝑥 (É uma reta). 𝑺 = {( 𝒙, 𝒚) ∈ ℝ 𝟐| 𝒚 = −𝟐𝒙} 41) Mostrar que os vetores v1 = (1, 1, 1), v2 = (0, 1, 1) e v3 = (0, 0,1) geram o ℝ 3 . 𝑎(1,1,1) + 𝑏(0,1,1) + 𝑐(0,0,1) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) ( 𝑎, 𝑎, 𝑎) + (0, 𝑏, 𝑏) + (0,0, 𝑐) = ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) ( 𝑎, 𝑎 + 𝑏, 𝑎 + 𝑏 + 𝑐) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) { 𝑎 = 𝑥 𝑎 + 𝑏 = 𝑦 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 𝑧 𝒂 = 𝒙
- 18. 18 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝑥 + 𝑏 = 𝑦 𝒃 = 𝒚 − 𝒙 𝑥 + 𝑦 − 𝑥 + 𝑐 = 𝑧 𝒄 = 𝒛− 𝒚 𝒘 = 𝒙. 𝒗𝟏+ ( 𝒚 − 𝒙) 𝒗𝟐+ ( 𝒛 − 𝒚) 𝒗𝟑 Logo gera ℝ 3 . Lista de exercícios 12. 42) Classificar os seguintes subconjuntos do ℝ2 e ℝ 3 em LI ou LD, justificando sua resposta: a) A = {(2 ,3 ,5)} R:Único vetor e não nulo, logo é LI. b) B= {(-6 ,4), (9 ,-6)} Se −6 9 = −2 3 e 4 −6 = −2 3 , logo um vetor é múltiplo do outro, então é LD. c) C = {(1 ,0 ,0), (2 ,3 ,0), (5 ,1 ,1)} 𝑎(1,0,0) + 𝑏(2,3,0) + 𝑐(5,1,1) = (0,0,0) ( 𝑎, 0,0) + (2𝑏, 3𝑏,0) + (5𝑐, 𝑐, 𝑐) = (0,0,0) ( 𝑎 + 2𝑏 + 5𝑐, 3𝑏 + 𝑐, 𝑐) = (0,0,0) { 𝑎 + 2𝑏 + 5𝑐 = 0 3𝑏 + 𝑐 = 0 𝑐 = 0 𝑐 = 0 3𝑏 + 𝑐 = 0 𝑏 = 0 𝑎 + 2𝑏 + 5𝑐 = 0 𝑎 + 0 + 0 = 0 𝑎 = 0 Logo se 𝑎 = 𝑏 = 𝑐 = 0 é LI. d) D = {(2 ,3) , (5 ,4), (1 ,1)} Como estamos no ℝ2 e a dimensão é 2 e temos 3 vetores, logo é LD. e) E = {(0 ,1 ,2), (0 ,0 ,0), (2, 3, 5)} Como é vetor nulo pertence a E, logo é LD. 43) Classificar os seguintes conjuntos em LI ou LD, justificando sua resposta:
- 19. 19 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com a) A={(2, -5, 3)} LI – Único vetor e não nulo. b) B={(1, -1, -2), (2, 1, 1), (-1, 0, 3)} 𝑎(1,−1,2) + 𝑏(2,1,1) + 𝑐(−1,0,3) = (0,0,0) ( 𝑎, −𝑎, 2𝑎) + (2𝑏, 𝑏, 𝑏) + (−𝑐,0,3𝑐) = (0,0,0) ( 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐,−𝑎 + 𝑏,−2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐) = (0,0,0) { 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0 – 𝑎 + 𝑏 = 0 −2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐 = 0 | 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0 −𝑎 + 𝑏 = 0 + | 3𝑏 − 𝑐 = 0 | 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0(2) −2𝑎 + 𝑏 + 3𝑐 = 0 + | 3𝑏 − 𝑐 = 0 5𝑏 + 𝑐 = 0 + | 5𝑏 + 𝑐 = 0 |5𝑏 = 0 { 𝑎 + 2𝑏 − 𝑐 = 0 3𝑏 − 𝑐 = 0 5𝑏 = 0 𝑏 = 0 3(0) − 𝑐 = 0 𝑐 = 0 𝑎 + 2(0) − 0 = 0 𝑎 = 0 Como a=b=c=0 logo é LI. c) {(2, -1), (3, 5)} 2 3 ≠ −1 5 , Como temos dois vetores e lês não são múltiplos, logo é LI. d) {(1, 0), (-1, 1), (3, 5)} Como são vetores do ℝ2 , a dimensão é 2 e temos 3 vetores, logo é LD. 44) Determine k para que a[ 1 0 1 0 ] + 𝑏 [ 1 1 0 0 ] + 𝑐 [ 2 −1 𝑘 0 ] = [ 0 0 0 0 ] [ 𝑎 0 𝑎 0 ] + [ 𝑏 𝑏 0 0 ] + [ 2𝑐 −𝑐 𝑐𝑘 0 ] = [ 0 0 0 0 ] [ 𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 𝑏 − 𝑐 𝑎 + 𝑐𝑘 0 ] = [ 0 0 0 0 ] { 𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 = 0 𝑏 + 𝑐 = 0 𝑎 + 𝑐𝑘 = 0 | 𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 = 0(−1) 𝑎 + 𝑐𝑘 = 0 +
- 20. 20 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com |−𝑏 − 2𝑐 + 𝑐𝑘 = 0 | 𝑏 + 𝑐 = 0 −𝑏 − 2𝑐 + 𝑐𝑘 = 0 + { 𝑎 + 𝑏 + 2𝑐 = 0 𝑏 + 𝑐 = 0 −𝑐 + 𝑐𝑘 = 0 Temos: −𝑐 + 𝑐𝑘 = 0 𝑐(−1 + 𝑘) = 0 Se k = 1, c será cancelado logo LD Lista de exercícios 13. 45) Verificar se o conjunto A = {v1=(4, 5), v2=(-2, 3)} forma uma base do ℝ 2 : 𝐴 = {(4,5),(−2,3)} I – verificar se é LI 𝑎(4,5) + 𝑏(−2,3) = (0,0) (4𝑎,5𝑎) + (−2𝑏,3𝑏) = (0,0) (4𝑎 − 2𝑏,5𝑎 + 3𝑏) = (0,0) { 4𝑎 − 2𝑏 = 0 (3) 5𝑎 + 3𝑏 = 0(2) { 12𝑎 − 6𝑏 = 0 10𝑎 + 6𝑏 = 0 + 22𝑎 = 0 𝑎 = 0 5𝑎 + 3𝑏 = 0 0 + 3𝑏 = 0 𝑏 = 0 Se a = b = 0, logo LI II- Verificar se gera ℝ 2 . 𝑎(4,5) + 𝑏(−2,3) = (𝑥, 𝑦) (4𝑎,5𝑎) + (−2𝑏,3𝑏) = ( 𝑥, 𝑦) (4𝑎 − 2𝑏,5𝑎 + 3𝑏) = (𝑥, 𝑦) { 4𝑎 − 2𝑏 = 𝑥 (3) 5𝑎 + 3𝑏 = 𝑦(2) { 12𝑎 − 6𝑏 = 3𝑥 10𝑎 + 6𝑏 = 2𝑦 + 22𝑎 = 3𝑥 + 2𝑦 𝑎 = 3𝑥+2𝑦 22
- 21. 21 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 5 ( 3𝑥+2𝑦 22 ) + 3𝑏 = 𝑦 ( 15𝑥+10𝑦 22 ) + 3𝑏 = 𝑦 15𝑥+10𝑦+66𝑏=22𝑦 22 66𝑏 = 22 𝑦 − 15𝑥 − 10𝑦 66𝑏 = 12𝑦 − 15𝑥 (÷ 3) 22𝑏 = 4𝑦 − 5𝑥 𝑏 = 4𝑦 − 5𝑥 22 Logo: 𝒘 = ( 𝟑𝒙+𝟐𝒚 𝟐𝟐 ) 𝒗𝟏+ ( 𝟒𝒚−𝟓𝒙 𝟐𝟐 )𝒗𝟐 e gera ℝ 2 , então é uma Base. 46) Verificar quais dos conjuntos formam uma base do ℝ 2 : a) {(1, 2), (-1, 3)} I – verificar se é LI: Como são dois vetores e um não é múltiplo do outro logo é LI. 1 −1 = −1 𝑒 2 3 II – Verificar se gera ℝ2: 𝑎(1,2) + 𝑏(−1,3) = (𝑥, 𝑦) ( 𝑎,2𝑎) + (−𝑏,3𝑏) = ( 𝑥, 𝑦) ( 𝑎 − 𝑏, 2𝑎 + 3𝑏) = (𝑥, 𝑦) { 𝑎 − 𝑏 = 𝑥 (3) 2𝑎 + 3𝑏 = 𝑦 { 3𝑎 − 3𝑏 = 3𝑥 2𝑎 + 3𝑏 = 𝑦 + {5𝑎 = 3𝑥 + 𝑦 𝒂 = 𝟑𝒙+𝒚 𝟓 3𝑥+𝑦 5 − 𝑏 = 𝑥 3𝑥+𝑦−5𝑏=5𝑥 5 5𝑏 = 3𝑥 + 𝑦 − 5𝑥 𝑏 = −2𝑥+𝑦 5 𝒘 = ( 𝟑𝒙+𝒚 𝟓 )𝒗 𝟏 + ( −𝟐𝒙+𝒚 𝟓 ) 𝒗 𝟐, logo gera ℝ 𝟐 e então é Base. b) {(0, 0), (2, 3)} I- Verificar se é LI:
- 22. 22 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Como possui o vetor nulo é LD, Logo não é base. 47) Verificar se o conjunto A = {v1=(1, 4, 5), v2=(0, -2, 3), v3=(0, 0, 1)} forma uma base do ℝ 3 : I- Verificar se é LI: 𝑎(1,4,5) + 𝑏(0,−2,3) + 𝑐(0,0,1) = (0,0,0) ( 𝑎, 4𝑎,5𝑎) + (0, −2𝑎, 3𝑎) + (0,0, 𝑐) = (0,0,0) { 𝑎 = 0 4𝑎 − 2𝑏 = 0 5𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 0 𝑎 = 0 4(0) − 2𝑏 = 0 𝑏 = 0 5(0) + 3(0) + 𝑐 = 0 𝑐 = 0 Logo é LI II- Verificar se gera o espaço: 𝑎(1,4,5) + 𝑏(0,−2,3) + 𝑐(0,0,1) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) ( 𝑎, 4𝑎,5𝑎) + (0, −2𝑎, 3𝑎) + (0,0, 𝑐) = ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) { 𝑎 = 𝑥 4𝑎 − 2𝑏 = 𝑦 5𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 𝑧 𝑎 = 𝑥 4𝑥 − 2𝑏 = 𝑦 2𝑏 = 4𝑥 − 𝑦 𝑏 = 4𝑥 − 𝑦 2 5𝑥 + 3( 4𝑥 − 𝑦 2 ) + 𝑐 = 𝑧 5𝑥 + 12𝑥 − 3𝑦 2 + 𝑐 = 𝑧 10𝑥 + 12𝑥 − 3𝑦 + 2𝑥 = 2𝑧 2𝑐 = −22𝑥 + 3𝑦 + 2𝑧 𝑐 = −22 + 3𝑦 + 2𝑧 2 Logo: 𝑤 = ( 𝑥) 𝑣1 + ( 4𝑥−𝑦 2 ) 𝑣1 + ( −22+3𝑦+2𝑧 2 ) 𝑣2 , GERA ℝ 3 . Por fim, se é LI e gera ℝ 3 , então é BASE. 48) Verificar quais dos conjuntos formam uma base do ℝ 2 : a) {(1, 2, 3), (0, -1, 3), (1, 1, 1)} I- Ver se é LI 𝑎(1,2,3) + 𝑏(0,−1,3) + 𝑐(1,1,1) = (0,0,0) ( 𝑎,2𝑎,3𝑎) + (0,−𝑏, 3𝑏) + ( 𝑐, 𝑐, 𝑐) = (0,0,0) ( 𝑎 + 𝑐, 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐,3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐) = (0,0,0) { 𝑎 + 𝑐 = 0 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 0 3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 0
- 23. 23 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com | 𝑎 + 𝑐 = 0(−2) 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 0 + −𝑏 − 𝑐 = 0 | 𝑎 + 𝑐 = 0(3) 3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 0 3𝑏 − 2𝑐 = 0 | −𝑏 − 𝑐 = 0(3) 3𝑏 − 2𝑐 = 0 + −5𝑐 = 0 { 𝑎 + 𝑐 = 0 𝑏 + 𝑐 = 0 −5𝑐 = 0 𝑐 = 0 𝑏 = 0 𝑎 = 0 Se a=b=c=0 logo é LI II- Verificar se gera ℝ 3 . 𝑎(1,2,3) + 𝑏(0,−1,3) + 𝑐(1,1,1) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) ( 𝑎,2𝑎,3𝑎) + (0,−𝑏, 3𝑏) + ( 𝑐, 𝑐, 𝑐) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) ( 𝑎 + 𝑐, 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐,3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐) = (𝑥, 𝑦, 𝑧) { 𝑎 + 𝑐 = 𝑥 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 𝑦 3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 𝑧 | 𝑎 + 𝑐 = 𝑥(−2) 2𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 𝑦 + | − 𝑏 − 𝑐 = −2𝑥 + 𝑦 | 𝑎 + 𝑐 = 𝑥(3) 3𝑎 + 3𝑏 + 𝑐 = 𝑧 3𝑏 − 2𝑐 = 3𝑥 + 𝑧 | −𝑏 − 𝑐 = −2𝑥 + 𝑦(3) 3𝑏 − 2𝑐 = 3𝑥 + 𝑧 + −5𝑐 = −9𝑥 − 2𝑐 + 𝑧 𝑐 = −9𝑥−2𝑐+𝑧 5 𝑎 + 9𝑥−3𝑦−𝑧 5 = 𝑥 5𝑎+9𝑥−3𝑦−𝑧=5𝑥 5 5𝑎 = 5𝑥 − 9𝑥 + 3𝑦 + 𝑧 𝑎 = −4𝑥+3𝑦+𝑧 5 Logo 𝑤 = ( −4𝑥+3𝑦+𝑧 5 ) 𝑣1 + ( 𝑥−2𝑦+𝑧 5 ) 𝑣2 + ( 9𝑥−3𝑦−𝑧 5 ) 𝑣3 Gera o ℝ 3 e portanto é Base. b) {(1, 3, -1), (2, 3, 2), (3, 6, 1)} 𝑎(1,3,−1) + 𝑏(2,3,2) + 𝑐(3,6,1) = (0,0,0) ( 𝑎, 3𝑎,−𝑎) + (2𝑏, 3𝑏, 2𝑏) + (3𝑐,6𝑐, 𝑐) = (0,0,0) ( 𝑎 + 2𝑏 + 3𝑐, 3𝑎 + 3𝑏 + 6𝑐,−𝑎 + 2𝑏 + 𝑐) = (0,0,0)
- 24. 24 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com { 𝑎 + 2𝑏 + 3𝑐 = 0 3𝑎 + 3𝑏 + 6𝑐 = 0 −𝑎 + 2𝑏 + 𝑐 = 0 | 𝑎 + 2𝑏 + 3𝑐 = 0(−3) 3𝑎 + 3𝑏 + 6𝑐 = 0 + | 3𝑏 − 3𝑐 = 0 | 𝑎 + 2𝑏 + 3𝑐 = 0 −𝑎 + 2𝑏 + 𝑐 = 0 + 4𝑏 + 4𝑐 = 0 | 3𝑏 − 3𝑐 = 0(4) 4𝑏 + 4𝑐 = 0(3) { 𝑎 + 2𝑏 + 3𝑐 = 0 3𝑏 − 3𝑐 = 0 { 𝑎 + 2𝑏 = −3𝑐 3𝑏 = −3𝑐 Como temos uma variável livre é LD, Logo não é Base. Lista de exercícios 14. Os 3 problemas seguintes se referem às bases do ℝ 2 : A = {(2,-1), (-1,1)}, B = {(1,0), (2,1)}, D = {(1,1), (1,-1)} e G = {(-1,-3), (3,5)} 49) Calcular vB sabendo que vA = (4,3) 𝑉𝑎 = (4,3) 𝑉𝑏 =? 𝐴 = | 2 −1 −1 1 | 𝐵 = | 1 2 0 1 | 𝑴 = 𝑩−𝟏.𝑨 𝒆 𝒗 𝑩 = 𝑴. 𝒗 𝑨 𝐷𝑒𝑡𝐵 = 1 − (0) = 1 𝐵−1 = | 1 −2 0 1 | 𝑀 = | 1 −2 0 1 |. | 2 −1 −1 1 | = | 4 −3 −1 1 | 𝑉𝑏 = | 4 −3 −1 1 |. | 4 3 | =| 7 −1 | 𝑽𝒃 = (𝟕,−𝟏) 50) Calcular vA sabendo que vB = (7,-1) 𝑉𝑏 = (7,1) 𝑉𝑎 =? 𝐴 = | 2 −1 −1 1 | 𝐵 = | 1 2 0 1 | 𝑀−1 = 𝐴−1.𝐵 𝑣 𝐴 = 𝑀−1.𝑣 𝐵 𝐷𝑒𝑡 𝐴 = 2 − (1) 𝐷𝑒𝑡 𝐴 = 1
- 25. 25 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝐴−1 = | 1 1 1 2 | 𝑀−1 = | 1 1 1 2 |. | 1 2 0 1 | = | 1 3 1 4 | 𝑉𝑎 = | 1 3 1 4 |. | 7 −1 | = | 4 −3 | 𝑽𝒂 = (𝟒, 𝟑) 51) Calcular vG sabendo que vD = (2,3) 𝑉𝑑 = (2,3) 𝑉𝑔 = ? 𝐷 = | 1 1 1 −1 | 𝐺 = | −1 3 −3 5 | 𝑴 = 𝑮−𝟏. 𝑫 𝒗 𝑮 = 𝑴. 𝒗 𝑫 𝐷𝑒𝑡 𝐺 = −5 − (−9) = 4 𝐺−1 = | 5 4 − 3 4 3 4 − 1 4 | 𝑀−1 = | 5 4⁄ −3 4⁄ 3 4⁄ −1 4⁄ | .| 1 1 1 −1 | = | 2 4⁄ 2 2 4⁄ 1 | = | 1 2⁄ 2 1 2⁄ 1 | 𝑉𝑔 = | 1 2⁄ 2 1 2⁄ 1 | .| 2 3 | = | 7 4 | 𝑉𝑔 = (7,4) 52) Sabendo que A = {(1,3), (2,-4)} é base do ℝ 2 e que a matriz M de mudança de base de A para B é: M = 811 67 determinar a base B. 𝐴 = | 1 2 3 −4 | 𝑀 = | −7 6 −11 8 | 𝑀 = 𝐵−1. 𝐴 𝐴−1.𝑀 = 𝐵−1. 𝐴−1. 𝐴 𝐼 = 𝐴−1. 𝐴 𝐴−1. 𝑀 = 𝐵−1. 𝐼 𝐴−1. 𝑀 = 𝐵−1
- 26. 26 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝐷𝑒𝑡 𝐴 = −4 − (−6) = −10 𝐴−1 = | −4 −10⁄ −2 −10⁄ −3 −10⁄ 1 −10⁄ | = | 4 10⁄ 2 10⁄ 3 10⁄ −1 10⁄ | 𝐵−1 = | 4 10⁄ 2 10⁄ 3 10⁄ − 1 10⁄ |.| −7 6 −11 8 | = | −5 4 −1 1 | 𝑩−𝟏 = | −𝟓 𝟒 −𝟏 𝟏 | 𝐷𝑒𝑡 𝐵−1 = −5 − (−4) 𝐷𝑒𝑡 𝐵−1 = −5 + 4 𝐷𝑒𝑡 𝐵−1 = −1 𝐵 = | 1 −1⁄ −4 −1⁄ 1 −1⁄ −5 −1⁄ | = | −1 4 −1 5 | 𝐵 = | −1 4 −1 5 | 53) Considerar, no ℝ 3 , as bases A = {(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)} e B = {(1, 0, -1), (0,1,-1), (-1, 1, 1)}. a) Determinar a matriz M de mudança de base de A para B; 𝑀 = 𝐵−1. 𝐴 como 𝐴 = 𝐼, Temos 𝑀 = 𝐵−1 𝐷𝑒𝑡 𝐵 = (1) − (−1 + 1) = 1 1 − (−1) = 2 0 − (1) = −1 0 − (−1) = 1 0 − (−1) = 1 1 − (1) = 0 1 − (0) = 1 0 − (−1) = 1 −1 − (0) = −1 1 − (0) = 1 1° Linha 2° Linha 3° Linha 𝐶𝑜𝑓 𝐵 = | 2 −1 1 1 0 1 1 −1 1 | 𝐶𝑜𝑓𝐵 𝑡 = | 2 1 1 −1 0 −1 1 1 1 | 𝐵−1 = | 2 1 1 −1 0 −1 1 1 1 | = 𝑀 b) Calcular vB sabendo que vA = (1,2,3) 𝑉𝑏 = | 2 1 1 −1 0 −1 1 1 1 | ∗ | 1 2 3 | = | 7 −4 6 | 𝑽𝒃 = (𝟕, −𝟒, 𝟔)
- 27. 27 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com c) Calcular vA sabendo que vB = (7,-4,6) 𝑀 = 𝐵−1 , temos 𝑀−1 = 𝐵 𝐵 = | 1 0 −1 0 1 1 −1 −1 1 | Logo, 𝑉𝑎 = | 1 0 −1 0 1 1 −1 −1 1 |. | 7 −4 6 | = | 1 2 3 | 𝑽𝒂 = (𝟏, 𝟐, 𝟑) Lista TED 15: Nos 12 problemas seguintes, dentre as funções (transformações) dadas, verificar quais delas são lineares. 54) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (2𝑥 − 𝑦,3𝑥 + 5𝑦) I)𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 2 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) 𝑇(𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) = (2(𝑥1 + 𝑥2)−(𝑦1 +y2), 3(𝑥1 + 𝑥2) + 5( 𝑦1 +y2)) = (2𝑥1 +2 𝑥2− 𝑦1 −y2),3𝑥1 + 3𝑥2+5 𝑦1 +5y2) 𝑇(𝑥1, 𝑦1) +𝑇(𝑥2, y2) = (2𝑥1−𝑦1,3𝑥1,5𝑦1) + (2𝑥2 −𝑦2, (3𝑥2+5y2) = (2𝑥1 + 2𝑥2 − 𝑦1 − 𝑦2,3𝑥1 + 3𝑥2 + 5𝑦1 + 5𝑦2) OK II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 ) = (2𝛼𝑥1 − 𝛼 . 𝑦1 ,3𝛼𝑥1 + 5𝛼𝑦1 ) 𝛼. 𝑇( 𝑢) = 𝛼(2𝑥1 − 𝑦1,3𝑥1 + 5𝑦1 ) = (2𝛼𝑥1 − 𝛼𝑦1 , 3𝛼𝑥1 + 5𝛼𝑦1 É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 55) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (𝑥2,𝑦2)
- 28. 28 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com I) (𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2,𝑦1 + 𝑦2 ) = ((𝑥1 + 𝑥2)2, (𝑦1 + 𝑦2)2) = (𝑥1 2 + 2𝑥1. 𝑥2 + 𝑥2 2 , 𝑦1 2 + 2𝑦1. 𝑦2 + 𝑦2 2 ≠ 𝑇(𝑥1, 𝑦1) +𝑇(𝑥2, y2) = ( 𝑥1 2 ,𝑦1 2) + ( 𝑥2 2 ,𝑦2 2 ) = (𝑥1 2 + 𝑥2 2 , 𝑦2 2 + 𝑦2 2 ) NÃO É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 56) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (𝑥 + 1, 𝑦) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) 𝐼) (𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 + 𝑦2 ) = (𝑥1 + 𝑥2 + 1, 𝑦1 + 𝑦2) 𝑇( 𝑥1,𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = ( 𝑥1 + 1, 𝑦1) + (𝑥2 + 1, 𝑦2) 𝑇( 𝑥1,𝑦1) + 𝑇( 𝑥2, 𝑦2) = (𝑥1 + 𝑥2 + 2, 𝑦1 + 𝑦2) NÃO É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 57) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = ( 𝑦 − 𝑥, 0) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇(𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇( 𝑣) = (( 𝑦1 + 𝑦2) − ( 𝑥1 + 𝑥2),0) = (𝑦1 + 𝑦2 − 𝑥1 − 𝑥2,0) 𝑇(𝑥1, 𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = ( 𝑦1 − 𝑥1,0) + (𝑦2 − 𝑥2 ,0) = (𝑦1 + 𝑦2 − 𝑥1 − 𝑥2,0)
- 29. 29 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 ) = (𝛼. 𝑦1 − 𝛼 . 𝑥1 ,0) 𝛼. 𝑇( 𝑥1 , 𝑦1 ) = 𝛼(𝑦1 − 𝑥1 ,0) = (𝛼𝑦1 − 𝛼𝑥1 ,0) É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 58) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (| 𝑥| ,2𝑦) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 ,𝑦1 + 𝑦2 ) = (| 𝑥1 + 𝑥2| ,2( 𝑦1 + 𝑦2)) = (| 𝑥1 + 𝑥2| ,2𝑦1 + 2𝑦2) 𝑇( 𝑥1 ,𝑦1) + 𝑇( 𝑥2 , 𝑦2 ) = (| 𝑥1| ,2𝑦1) + (| 𝑥2| ,2𝑦2) = (| 𝑥1| + | 𝑥2| ,2𝑦1 + 2𝑦2) COMO (| 𝑥1| + | 𝑥2| ≥ | 𝑥1 + 𝑥2| ) NÃO É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 59) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = 𝑥. 𝑦 𝑇: ℝ2 -> ℝ 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2 ) = ( 𝑥1 + 𝑥2 ).(𝑦1 + 𝑦2 ) = 𝑥1 . 𝑦1 + 𝑥1 . 𝑦2 + 𝑥2 . 𝑦1 + 𝑥2 . 𝑦2 𝑇(𝑥1, 𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = 𝑥1 . 𝑦1 + 𝑥2 . 𝑦2
- 30. 30 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com NÃO É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 60) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (3𝑦, −2𝑥, 0) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2 ) = (3( 𝑦1 + 𝑦2 ,−2𝑥1 + 𝑥2 ),0) = (3𝑦1 + 3𝑦2 ,−2𝑥1 − 2𝑥2 ,0) 𝑇(𝑥1, 𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = (3𝑦1,−2𝑥1 ,0) + (3𝑦2 ,− 2𝑥2 ,0) = (3𝑦1 + 3𝑦2 ,−2𝑥1 − 2𝑥2 ,0) II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 ,𝛼 . 𝑦1 ) = (3. 𝛼 . 𝑦1 ,−2. 𝛼 . 𝑥1 ) 𝛼. 𝑇( 𝑥1 , 𝑦1 ) = 𝛼. (3𝑦1, −2𝑥1 ,0) = (3. 𝛼 . 𝑦1 ,−2. 𝛼 . 𝑥1 ) É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 61) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2 ) = (( 𝑥1 + 𝑥2 ) + ( 𝑦1 + 𝑦2 ),( 𝑥1 + 𝑥2 )− ( 𝑦1 + 𝑦2 ),−( 𝑥1 + 𝑥2 )) = (𝑥1 + 𝑥2 + 𝑦1 + 𝑦2 , 𝑥1 + 𝑥2 − 𝑦1 − 𝑦2 ,−𝑥1 − 𝑥2 ) 𝑇(𝑥1, 𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = (𝑥1 + 𝑦1, 𝑥1 − 𝑦1,−𝑥1 ) + (𝑥2 + 𝑦2 , 𝑥2 − 𝑦2 ,−𝑥2 )
- 31. 31 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = (𝑥1 + 𝑥2 + 𝑦1 + 𝑦2 , 𝑥1 + 𝑥2 − 𝑦1 − 𝑦2 ,−𝑥1 − 𝑥2 ) II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 ) = (𝛼 . 𝑥1 + 𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 − 𝛼 . 𝑦1 ,−𝛼 . 𝑥1 ) 𝛼. 𝑇( 𝑥1 , 𝑦1 ) = 𝛼.( 𝑥1 + 𝑦1, 𝑥1 – 𝑦1, −𝑥1 ) = (𝛼 . 𝑥1 + 𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 − 𝛼 . 𝑦1 ,−𝛼 . 𝑥1 ) É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 62) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (𝑥,2) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 ,𝑦1 + 𝑦2 ) = (𝑥1 + 𝑥2 ,2) 𝑇(𝑥1, 𝑦1) + 𝑇( 𝑥2, 𝑦2) = ( 𝑥1 ,2) + (𝑥2 ,2) =(𝑥1 + 𝑥2 ,4) NÃO É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 63) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 3𝑥 − 2𝑦 + 𝑧 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2, 𝑧1 + 𝑧2) = 3( 𝑥1 + 𝑥2 )− 2( 𝑦1 + 𝑦2 ) + (𝑧1 + 𝑧2) = 3𝑥1 + 3𝑥2 − 2𝑦1 − 2𝑦2 + 𝑧1 + 𝑧2) 𝑇( 𝑥1,𝑦1, 𝑧1) + 𝑇( 𝑥2, 𝑦2, 𝑧2) = 3𝑥1 − 2𝑦1 + 𝑧1 + 3𝑥2 − 2𝑦2 + 𝑧2) = 3𝑥1 + 3𝑥2 − 2𝑦1 − 2𝑦2 + 𝑧1 + 𝑧2) II) ) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑧1 ) = 3. 𝛼 . 𝑥1 − 𝛼 . 𝑦1 + 𝛼 . 𝑧1 𝛼. 𝑇( 𝑥1 , 𝑦1 , 𝑧1 ) = 𝛼. (3𝑥1 − 2𝑦1 + 𝑧1 )
- 32. 32 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = 3. 𝛼 . 𝑥1 − 𝛼 . 𝑦1 + 𝛼 . 𝑧1 É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 64) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = 𝑥 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2) = 𝑥1 + 𝑥2 𝑇( 𝑥1,𝑦1,) + 𝑇( 𝑥2, 𝑦2) = 𝑥1 + 𝑥2 II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 ) = 𝛼 . 𝑥1 𝛼. 𝑇( 𝑥1 , 𝑦1 ) = 𝛼 . 𝑥1 É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR. 65) 𝑇:ℝ 2 -> ℝ4 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (𝑦, 𝑥, 𝑦, 𝑥) 𝑢 = (𝑥1, 𝑦1) 𝑣 = (𝑥2, y2) 𝑢 + 𝑣 = (𝑥1 + 𝑥2, 𝑦1 +y2) 𝛼. 𝑢 = (𝛼𝑥1, 𝛼𝑦1) I) 𝑇( 𝑢 + 𝑣) = 𝑇( 𝑢) + 𝑇(𝑣) 𝑇( 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2) = (𝑦1 + 𝑦2, 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2 𝑥1 + 𝑥2 ) 𝑇( 𝑥1,𝑦1) + 𝑇( 𝑥2,𝑦2) = ( 𝑦1, 𝑥1,𝑦1, 𝑥1)+ (𝑦2, 𝑥2 , 𝑦2, 𝑥2 ) = (𝑦1 + 𝑦2, 𝑥1 + 𝑥2 , 𝑦1 + 𝑦2 𝑥1 + 𝑥2 ) II) 𝑇( 𝛼. 𝑢) = 𝛼. 𝑇(𝑢) 𝑇( 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 ) = (𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 , 𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 ) 𝑇( 𝑥1,𝑦1) + 𝑇( 𝑥2, 𝑦2) = (𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 ,𝛼 . 𝑦1 , 𝛼 . 𝑥1 ) É UMA TRASNFORMAÇÃO LINEAR.
- 33. 33 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Lista TED 16: Nos 6 problemas seguintes, dada a transformação linear f : ℝ 2 ℝ 2 , definida em cada um deles, a) fazer um gráfico de um vetor genérico = (x, y) e de sua imagem f( ); b) dizer que transformação linear plana os gráficos representam. 66) f (x, y ) = (2x, 0) 𝑇:ℝ 2 → ℝ2 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (2𝑥,0) 𝑢 = (3,4) 𝑇(3,4) = (6,0) 67) f (x, y ) = (-2x, 2y) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (−2𝑥, 2𝑦) 𝑢 = (2,3) 𝑇(2,3) = (−4,6) 68) f (x, y ) = (-y, x) 𝑢 = (2,1) 𝑇(2,1) = (−1,2) 69) f (x, y ) = (2x, y) 𝑢 = (2,3) 𝑇(2,3) = (4,3) 70) f (x, y ) = (3x, -2y) 𝑢 = (1,2) 𝑇(2,3) = (3, −4) 18) f (x, y ) = -2 (x, y), 𝑢 = (2,2) 𝑇(2,3) = (4,4) b) R: Para todos. Uma reta que passa pela origem. 71) Seja f: ℝ3 W a projeção ortogonal do ℝ3 sobre o plano y0z, indicado por W. 𝑇:ℝ 3 → ℝ3 a) Determine a lei que define f; ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) → (0, 𝑥, 𝑦) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (0, 𝑥, 𝑦) b) Calcular f (3, -4, 5). 𝑇(3,−4,5) = (0,−4,5)
- 34. 34 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 72) Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que f(1, 0, 0) = (2, 1), f(0, 1, 0) = (-1, 0) e f(0, 0, 1) = (1, -2) 𝑇: ℝ3 → ℝ 2 𝑓(1,0,0) = (2,1 ) 𝑓(0,1,0) = (−1,0) 𝑓(0,0,1) = (1,−2) a) determinar a matriz canônica de f; 𝐵 = {(1,0,0), (0,1,0), (0,0,1)} b) calcular f(3, 4, 5); (3,4,5) = 𝑎(1,0,0) + 𝑏(0,1,0) + 𝑐(0,0,1) (3,4,5) = ( 𝑎, 𝑏, 𝑐) 𝑎 = 3 𝑏 = 4 𝑐 = 5 𝑇(3,4,5) = 𝑎. 𝑇(2,1) + 𝑏. 𝑇(0,1,0) + 𝑐. 𝑇(0,0,1) = 3. (2,1) + 4.(−1,0) + 5. (1,−2) = (6,3) + (−4,0) + (5, −10) = (7,−7) c) calcular f(x, y, z). ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎(1,0,0) + 𝑏(0,1,0) + 𝑐(0,0,1) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑎, 𝑏, 𝑐) 𝑎 = 𝑥 𝑏 = 𝑦 𝑐 = 𝑧 𝑇(3,4,5) = 𝑥. 𝑇(2,1) + 𝑦. 𝑇(0,1,0) + 𝑧. 𝑇(0,0,1) = 𝑥. (2,1) + 𝑦.(−1,0) + 𝑧.(1, −2) = (2𝑥, 𝑥) + (−𝑦,0) + (𝑧, −2𝑧) = (2𝑥 − 𝑦 + 𝑧, 𝑥 − 2𝑧) Lista TED 17: 73) Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (3, 2, 1) e f(0, 1) = (1, 1, 0) Determinar: a) f(2, 3) 𝑇(2,3) =? (2,3) = 𝑎.(−1,1) + 𝑏(0,1) (2,3) = (−𝑎, 𝑎) + (0, 𝑏) (2,3) = (−𝑎, 𝑎 + 𝑏) { −𝑎 = 2 𝑎 + 𝑏 = 3 𝑎 = −2 −2 + 𝑏 = 3 𝑏 = 3 + 5 𝑏 = 5 𝑇(2,3) = 𝑎. 𝑇(−1,1) + 𝑏. 𝑇(0,1) = −2. (3,2,1) + 5.(1,1,0) = (−6, −4,−2) + (5,5,0)
- 35. 35 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = (−1,1,−2) b) f(x, y) ( 𝑥, 𝑦) = 𝑎.(−1,1) + 𝑏.(0,1) ( 𝑥, 𝑦) = (−𝑎, 𝑎) + (0, 𝑏) ( 𝑥, 𝑦) = (−𝑎, 𝑎 + 𝑏) { −𝑎 = 𝑥 𝑎 + 𝑏 = 𝑦 𝑎 = −𝑥 −𝑥 + 𝑏 = 𝑦 𝑏 = 𝑦 + 𝑥 𝑇( 𝑥, 𝑦) = 𝑎. (𝑇(−1,1)) + 𝑏. (𝑇(0,1)) = (−𝑥).(3,2,1) + ( 𝑥 + 𝑦).(1,1,0) = (−3𝑥,−2𝑥,−𝑥) + (𝑥 + 𝑦, 𝑥 + 𝑦, 𝑜) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (−2𝑥 + 𝑦, −𝑥 + 𝑦,−𝑥) c) ℝ 2 tal que f ( ) = (-2, 1, -3) 𝑇( 𝑣) = (−2,1, −3) 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (−2,1,3) (2𝑥 + 𝑦,−𝑥 + 𝑦, −𝑥) = (−2,1,3) { −2𝑥 + 𝑦 = −2 −𝑥 + 𝑦 = 1 −𝑥 = −3 𝑥 = 3 −3 + 𝑦 = 1 𝑦 = 4 −6 + 4 = −2 0 = 0 𝑣 = (3,4) 74) Seja ƒ: ℝ ³ → ℝ ² a transformação linear definida por ƒ (1,1,1) = (1,2), ƒ (1,1,0) = (2,3) e ƒ (1,0,0) = (3,4). Determinar: a) ƒ (x,y,z); ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎. (1,1,1) + 𝑏.(1,1,0) + 𝑐(1,0,0) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = ( 𝑎, 𝑎, 𝑎) + ( 𝑏, 𝑏,0) + (𝑐, 0,0) ( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑎 + 𝑏 + 𝑐, 𝑎 + 𝑏, 𝑎) { 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 𝑥 𝑎 + 𝑏 = 𝑦 𝑎 = 𝑧 𝑎 = 𝑧 𝑏 = 𝑦 − 𝑧 𝑧 + 𝑦 − 𝑧 + 𝑐 = 𝑥 𝑐 = 𝑥 − 𝑦 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = 𝑎. ( 𝑇(1,1,1)) + 𝑏( 𝑇(1,1,0)) + 𝑐(𝑇(1,0,)) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = ( 𝑧). (1,2) + ( 𝑦 − 𝑧). (2,3) + ( 𝑥 − 𝑦).(3,4) = ( 𝑧,2𝑧) + (2𝑦 − 2𝑧,3𝑦 − 3𝑧) + (3𝑥 − 3𝑦,4𝑥 − 4𝑦) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧, 4𝑥 + 3𝑦 − 5𝑦) b) υ1 ℝ ³ tal que ƒ (υ1 ) = (-3,-2); 𝑇( 𝑢) = (−3, −2) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (−3, −2)
- 36. 36 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧, 4𝑥 + 3𝑦 − 5𝑧) = (−3, −2) { 3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧 = −3 . (−4) 4𝑥 + 3𝑦 − 5𝑧 = −2 .(3) { −12𝑥 − 8𝑦 + 16𝑧 = 12 12𝑥 + 9𝑦 − 15𝑧 = −6 { 3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧 = −3 𝑦 + 𝑧 = 6 { 3𝑥 + 2𝑦 = −3 + 4𝑧 𝑦 = 6 − 𝑧 3𝑥 + 2(6 − 𝑧) = −3 + 4𝑧 3𝑥 + 12 − 2𝑧 = −3 + 4𝑧 3𝑥 = 15 + 𝑧 𝑥 = −15+6𝑧 3 𝑢 = ( −15+6𝑧 3 ,6 − 𝑧, 𝑧) c) υ 2 ℝ ³ tal que ƒ (υ 2 ) = (0,0). 𝑇( 𝑣) = (0,0) 𝑇( 𝑥, 𝑦, 𝑧) = (0,0) (3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧,4𝑥 + 3𝑦 − 5𝑧) = (0,0) { 3𝑥 + 2𝑦 − 4𝑧 = 0 4𝑥 + 3𝑦 − 5𝑦 = 0 { 3𝑥 + 2𝑦 = 4𝑧 (−4) 4𝑥 + 3𝑦 = 5𝑧(3) −12−8𝑦−4𝑧=0 12𝑥+3𝑦−5𝑧=0 𝑦=−𝑧 { 3𝑥 + 2𝑦 = 4𝑧 𝑦 = −𝑧 3𝑥 − 2𝑧 = 4𝑧 3𝑥 = 6𝑧 𝑥 = 2𝑧 𝑣 = (2𝑧, −𝑧, 𝑧) 75) Dado o operador linear ƒ : ℝ ², ƒ (x,y) = (2x + y, 4x + 2y), dizer quais dos seguintes vetores pertencem a N (ƒ): 𝑇: ℝ2 ℝ 2 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (2𝑥 + 𝑦, 4𝑥 + 2𝑦) (2𝑥 + 𝑦,4𝑥 + 2𝑦) = (0,0) { 2𝑥 + 𝑦 = 0 4𝑥 + 2𝑦 = 0 2𝑥 + 𝑦 = 0 2x=y logo y=-2x 𝑁( 𝑡) = {( 𝑥, −2𝑥)|𝑐 ∈ ℝ} a) υ1 = (1,-2) 𝑢1 = (1,−2) Sim, pois se x=1 então y=-2. b) υ 2 = (2, -3) 𝑢2 = (2,−3) Não, pois se x=2 então y= -4. c) υ 3 = (-3,6) 𝑢3 = (−3,6) Sim, pois se x=-3 então y= 6.
- 37. 37 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Lista TED 18: 76) Para o mesmooperador linear do problema anterior, verificar quais dos seguintes vetores pertencem à Im (ƒ): 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (2𝑥 + 𝑦, 4𝑥 + 2𝑦) (2𝑥 + 𝑦),4𝑥 + 2𝑦) = (𝑎, 𝑏) { 2𝑥 + 𝑦 = 𝑎.(−2) 4𝑥 + 2𝑦 = 𝑏 { 4𝑥 − 2𝑦 = −2𝑎 4𝑥 + 2𝑦 = 𝑏 0 = −2𝑎 + 𝑏 𝐼𝑚( 𝑇) = {( 𝑎, 𝑏) ∈ ℝ ²|−2𝑎 + 𝑏 = 0} a) 1 = (2,4) 𝑢1 = (2,4) −2. (2) + 4 = 0 −4 + 4 = 0 Ok. b) 2 = (- 2 1 , -1) −2. ( −1 2 ) + (−1) = 0 1 − 1 = 0 Ok. c) 3 = (-1,3) −2(−1) + 3 = 0 2 + 3 ≠ 0 Não é. Nos 4 problemas seguintes são apresentadas transformações lineares. Para cada uma delas determinar: a) o núcleo, uma base desse subespaço e sua dimensão; b) a imagem, uma base desse subespaço e sua dimensão. Verificar ainda, em cada caso, a propriedade 3, item 3.5, relativa à dimensão. 77) ƒ: ℝ ² → ℝ ², ƒ (x,y) = (3x-y, –3x + y) a) T: ℝ ² → ℝ ² 𝑇( 𝑥, 𝑦) = (3𝑥 − 𝑦,−3𝑥 + 𝑦) (3𝑥 − 𝑦, −3𝑥 + 𝑦) = (0,0) { 3𝑥 − 𝑦 = 0 −3𝑥+= 0 {3𝑥 − 𝑦 = 0 {𝑦 = 3𝑥 𝑁( 𝑇) = {( 𝑥, 3𝑥) 𝑥 ∈ ℝ} 𝐷𝑖𝑚𝑁( 𝑇) = 1 𝐵𝑖𝑚 = {(1,3)} b)(3𝑥 − 𝑦,−3𝑥 + 𝑦) = (𝑎, 𝑏) { 3𝑥 − 𝑦 = 𝑎 −3𝑥 + 𝑦 = 𝑏 𝑎 = −𝑏 0 = 𝑎 + 𝑏 𝐼𝑚( 𝑇) = {( 𝑎, 𝑏) ∈ ℝ | 𝑎 + 𝑏 = 0}
- 38. 38 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝐷𝑖𝑚 𝐼𝑚( 𝑇) = 1 𝐵𝑖𝑚 = {−1,1)} 78) ƒ: ℝ ² → ℝ ³, ƒ (x,y) = ( x + y, x, 2y) a)( 𝑥 + 𝑦, 𝑥, 2𝑦) = (0,0,0) { 𝑥 + 𝑦 = 𝑎 𝑥 = 𝑏 2𝑦 = 𝑐 𝑥 = 0 𝑦 = 0 𝑁( 𝑇) = {(0,0)} 𝐷𝑖𝑚(𝑁( 𝑇) = 0 𝐵 = {0,0} b) ( 𝑥 + 𝑦, 𝑥, 2𝑦) = (𝑎, 𝑏, 𝑐) { 𝑥 + 𝑌 = 𝑎 𝑥 = 𝑏 2𝑦 = 𝑐 𝑦 = 𝑐 2 𝑥 = 𝑏 𝑏 + 𝑐 2 = 𝑎 2𝑏 + 𝑐 = 2𝑎 2𝑎 − 2𝑏 − 𝑐 = 0 𝐼𝑚( 𝑇) = {𝑎, 𝑏, 𝑐} ∈ ℝ ³ | 2𝑎 − 2𝑏 − 𝑐 = 0} 𝐷𝑖𝑚(𝐼𝑚( 𝑇)) = 2 𝐵𝑖𝑚 = {(1,1,0),(2,2,)} 79) ƒ: ℝ ² → ℝ ², ƒ (x,y) = (x – 2y, x + y) a)𝑇( 𝑥, 𝑦) = ( 𝑥 − 2𝑦, 𝑥 + 𝑦) { 𝑥 − 2𝑦 = 0 𝑥 + 𝑦 = 0 (−1) { 𝑥 − 2𝑦 = 0 −𝑥 − 𝑦 = 0 −3𝑦 = 0 𝑦 = 0 𝑥 = 0 𝑁( 𝑇) = {0,0,} 𝐷𝑖𝑚 𝑁( 𝑇) = 0 𝐵𝑛 = {(0,0)} b)( 𝑥 − 2𝑦, 𝑥 + 𝑦) = ( 𝑎, 𝑏) { 𝑥 − 2𝑦 = 𝑎 𝑥 + 𝑦 = 𝑏 (−1) { 𝑥 − 2𝑦 = 𝑎 −𝑥 − 𝑦 = −𝑏 −3𝑦 = 𝑎 − 𝑏 (−1) 3𝑦 = −𝑎 + 𝑏 𝑦 = −𝑎+𝑏 3 𝑥 + ( −𝑎+𝑏 3 ) = 𝑏 3𝑥 − 𝑎 + 𝑏 = 3𝑏
- 39. 39 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 3𝑥 = 𝑎 + 2𝑏 𝑥 = 𝑎+2𝑏 3 𝐼𝑚( 𝑇) = {( 𝑎+2𝑏 3 , −𝑎+𝑏 3 ) ∈ ℝ2} 𝐷𝑖𝑚(𝐼𝑚( 𝑇)) = 2 𝐵𝐼𝑚 = {(1,0), ( 1 3 , −1 3 ) 80) ƒ: ℝ ³ → ℝ2 , ƒ (x,y,z) = (x + 2y –z, 2x –y +z) a) ( 𝑥 + 2𝑦 − 𝑧, 2𝑥 − 𝑦 + 𝑧) = (0,0) { 𝑥 + 2𝑦 − 𝑧 = 0 2𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 0 (2) { 𝑥 + 2𝑦 = 𝑧 4𝑥 − 2𝑦 = 2𝑥 { 𝑥 + 2𝑦 = 𝑧 5𝑥 = −𝑧 𝑥 = −𝑧 5 − 𝑧 5 + 2𝑦 = 𝑧 −𝑧 + 10𝑦 = 5𝑧 𝑦 = 3𝑧 5 𝑁( 𝑇) = {(− 𝑧 5 , 3𝑧 5 , 𝑧) 𝑧 ∈ ℝ} 𝐷𝑖𝑚 𝑁( 𝑇) = 1 𝐵 𝑛 = {(− 1 5 , 3 5 , 1)} b) ( 𝑥 + 2𝑦 − 𝑧,2𝑥 − 𝑦 + 𝑧) = (𝑎, 𝑏) { 𝑥 + 2𝑦 − 𝑧 = 𝑎 2𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 𝑏 + 3𝑥 + 𝑦 = 𝑎 + 𝑏 E x e y ∈ ℝ logo a+b ∈ ℝ 𝐼𝑚( 𝑇) = ℝ 𝐷𝑖𝑚(𝐼𝑚( 𝑇) = 2 (Pela propriedade) 𝐵 = {(1,0), (0,1)}
- 40. 40 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Lista TED 22: Conjuntos 103) Numa escola com 557 alunos, 295 estudam Matemática, 205 estudam Física e 120 não estudam nem Matemática nem Física. Pede-se: a) quantos alunos estudam Matemática ou Física? 437 alunos b) quantos alunos estudam Matemática e Física? 63 alunos 104) Numa escola foi feita uma pesquisa com todos os alunos sobre os times de futebol para os quais os eles torcem e tiveram o seguinte resultado: 130 estudantes torcem pelo Flamengo, 105 torcem pelo Corinthians e 50 torcem pelo Atlético Mineiro. Foi verificado também que 50 torcem simultaneamente para Flamengo e Corinthians, 30 torce simultaneamente para Flamengo e Atlético e 25 torcem simultaneamente para Corinthians e Atlético. Lembramos ainda que 20 torcem pelos três times e 80 não torcem para ninguém. Pede-se: a)Quantos alunos estudam na escola? 200 b)Quantos alunos torcem para dois times? 45 c) Quantos alunos não torcem pelo Flamengo?70 d)Quantos torcem exclusivamente para o Flamengo?70 105)Em uma pesquisa eleitoral, o candidato D deve 350 votos, o candidato S deve 139. Além disso também foram apurados que 200 pessoas não querem votar em nenhum deles. Se ao todo foram entrevistados 650 pessoas, pergunta-se. a)Quantas pessoas estão indecisas entre os dois candidatos? b)Quantas pessoas só vão votar no candidato D? c) Quantas pessoas só vão votar no candidato S? 557 120 500 437 205 295 -500 -57 -63 -295 -142 -63 57 63 437 142 63 232 U=557 Mat. Fis. NEstuda.120 142 232 63
- 41. 41 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com T=650 N/V=200 T-N/V=450 D= 350 S=139 D+S= 489 489-450=39 D= 450-139= 311 S= 450-350= 100 A) 39 B) 311 C) 100 106)Numa comunidade são consumidos três produtos A, B e C. Feita uma pesquisa de mercado sobre o consumo foram obtidos os resultados da tabela abaixo: Produtos A B C A e B B e C A e C A e B e C Nenhu m No. Consumidores 10 0 15 0 20 0 20 40 30 10 130 Determine quantas pessoas: a) foram consultadas. 370 ssoas. b) consomem somente dois produtos.
- 42. 42 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 60 essoas. c) não consomem o produto B. 350 ssoas. d) Não consomem A ou não consomem B. 270 pessoas. 107)Uma fabrica pretende produzir motos de três cores (amarela, vermelha e preta). Desejando saber a preferência dos consumidores encomendou uma pesquisa sobre as cores e obteve o seguinte resultado: Cores A V P A e V A e P V e P A e V e P Nenhu m Votos 209 25 5 178 90 64 77 57 29 a) Quantos gostam só de moto amarela? 112 b) Quantos gostam só de moto vermelha? 145 c) Quantos gostam só de moto preta? 94 d) Quantos foram entrevistados? 497 108)Para determinar em qual veículo de comunicação uma empresa iria investir a propaganda de seu novo produto foi feita uma pesquisa que obteve o seguinte resultado: Veículo Rádi o TV Jorn a l Rádio e TV Rádio e Jornal TV e Jorn al Rádio/Jornal /TV Nenhu m Pessoas 380 19 0 120 60 45 30 22 432 Pergunta-se: a) Quantas pessoas ouvem só rádio? 297 432 u
- 43. 43 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com b) Quantas pessoas leem só jornal? 67 c) Quantas pessoas foram entrevistadas ao todo? 1009 109)No concurso para o CPCAR foram entrevistados 979 candidatos, dos quais 527 falam a língua inglesa, 251 a língua francesa e 321 não falam nenhum desses idiomas. Qual é o número de candidatos que falam as línguas inglesa e francesa? 979 − 321 = 658 527 + 251 = 778 778 − 658 = 120 R: O número de candidatos que falam a língua inglesa e francesa é 120 Lista TED 23: Sistemas lineares 110)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer da matriz inversa): Método de Escalonamento 3 1642 0 zyx zyx zyx 3 142 0 zyx zy zyx 2/3 142 0 y zy zyx −2x + 2y − 2z = 0 −2y + 4z = 1 x − (3 2⁄ ) + 1 = 0 2x − 4y + 6z = 1 −2(3 2⁄ ) + 4 = 1 x−3+1=0 2 0 − 2y + 4z = 1 − 6 2⁄ + 4z = 1 2x − 3 + 2 = 0 −3 + 4z = 1 2x − 1 = 0 x − y + z = 0 4z = 1 + 3 2x = 1 LI LF U 407 131120 321
- 44. 44 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com −x − y − z = −3 z = 4 4⁄ x = 1 2⁄ −0 − 2y = −3 z = 1 −2y = 3 y = 3 2⁄ 𝐒 = ( 𝟏 𝟐⁄ , 𝟑 𝟐⁄ , 𝟏) Método de Cramer 3 1642 0 zyx zyx zyx Det.D = (4 − 6 + 2) − (2 + 6 − 4) = −8 + 0 Det. Dx = (0 − 18 + 1)— (1 + 0 − 12) Det. Dy = (1 + 0 + 6)—(0 + 18 − 1) = −17 + 1 = 7 − 19 = −4 = −12 Det. Dz = (−12− 1 + 0)—(−6 + 1 + 0) = −13 + 5 = −8 𝐒 = ( 𝟏 𝟐⁄ , 𝟑 𝟐⁄ , 𝟏) Método de Matriz Inversa 3 1642 0 zyx zyx zyx Det.D = (4 − 6 + 2) − (2 + 6 − 4) = −8 + 0 1ª Linha 2ª Linha 3ª Linha −4 − (6) = −10 −1 − (1) = −2 −6 − (−4) = −2 2 − (6) = −4 1 − (1) = 0 6 − (2) = −4 2 − (−4) = −2 1− (−1) = 2 −4 − (−2) = −2 Cop D = | −10 4 −2 2 0 −2 −2 −4 −2 | Cop DT = | −10 2 −2 4 0 −4 −2 −2 −2 | Cop D−1 = | | −10 −8 2 −8 −2 −8 4 −8 0 −8 −4 −8 −2 −8 −2 −8 −2 −8 | | 𝐷 = | 1 −1 1 2 −4 6 1 1 1 | 1 −1 2 −4 1 1 𝐷𝑥 = | 0 −1 1 1 −4 6 3 1 1 | 0 −1 1 −4 3 1 𝐷𝑦 = | 1 0 1 2 1 6 1 3 1 | 1 0 2 1 1 3 𝐷𝑥 = | 0 −1 1 1 −4 6 3 1 1 | 0 −1 1 −4 3 1 𝐷 = | 1 −1 1 2 −4 6 1 1 1 | 1 −1 2 −4 1 1
- 45. 45 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com x, y, z = | | −10 −8 2 −8 −2 −8 4 −8 0 −8 −4 −8 −2 −8 −2 −8 −2 −8 | | . | 0 1 3 | = | | 0 − 1 4 + 3 4 0 + 0+ 3 2 0 + 1 4 + 3 4 | | = | | 2 4 3 2 4 4 | | = | | 1 2 3 2 1 | | 𝐒 = ( 𝟏 𝟐⁄ , 𝟑 𝟐⁄ , 𝟏) 111)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer e da matriz inversa): Cramer: 12 3 12 zx zy yx | 1 −2 0 0 1 1 −1 0 2 | 1 −2 0 1 −1 0 = 2+2= 4 | 1 −2 0 3 1 1 1 0 2 | 1 −2 3 1 1 0 = 2-2+12=12 Dx D = 12 4 x= 3 | 1 1 0 0 3 1 −1 1 2 | 1 1 0 3 −1 1 = 6-1-1=4 Dy d = 4 4 y=1 | 1 −2 1 0 1 3 −1 0 1 | 1 −2 0 1 −1 0 = 1+6+1=8 Dz D = 8 4 z= 2 𝐒 = ( 𝟑, 𝟏, 𝟐) Matriz inversa: 12 3 12 zx zy yx | 1 −2 0 0 1 1 −1 0 2 | 1 −2 0 1 −1 0 det A = (2+2)-0 = 4 Cof A = | 2 −1 1 4 2 2 −2 −1 1 |
- 46. 46 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Cof At = | 2 4 −2 −1 2 −1 1 2 1 | B−1 = | | 2 4 4 4 −2 4 −1 4 2 4 −1 4 1 4 2 4 1 4 | | B−1 = | | 1 2 1 −1 2 −1 4 1 2 −1 4 1 4 1 2 1 4 | | X = | | 1 2 1 −1 2 −1 4 1 2 −1 4 1 4 1 2 1 4 | | . | 1 3 1 | = | | 1 2 + 3 − 1 2 − 1 4 + 3 2 − 1 4 1 4 + 3 2 + 1 4 | | = | 3 1 2 | S = (3,1,2) Escalonamento: { x − 2y = 1 y + z = 3 −x + 2z = 1 0 - 2y - 2z = -6 -x + 0 +2z = 1 -x – 2y / = -5 { x − 2y + 0 = 1 −x − 2y + 0 = −5 −x + 0 + 2z = 1 −x + 2y + 0 = −1 −x − 2y + 0 = −5 −2x / + 0 = −6 { −x − 2y = −5 −x + 2z = 1 −2x = −6 S = (3,1,2) 112)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer e da matriz inversa): Escalonamento: 0 0 032 zy yx zyx zy yx zyx / 0 032 zy y zyx 0 032 X+2.(0)+3.(0)=0 X=0 S=(0,0,0) -2x = -6 .(-1) x = 6/2 = 3 -3 + 2z = 1 2z = 1+3 z = 4/2 = 2 -3 + 2y = -5 -2y = -5+3 -2y = -2 .(-1) y = 2/2 = 1
- 47. 47 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Cramer: Det d = | 1 2 3 −1 1 0 0 1 −1 | 1 2 −1 1 0 1 -1+0-3 –(2+0+0) -4-2 -6 Det dx = | 0 2 3 0 1 0 0 1 −1 | 0 2 0 1 0 1 0+0+0-(0+0+0) 0 Det dy = | 1 0 3 −1 0 0 0 0 −1 | 1 0 −1 0 0 0 0+0+0-(0+0+0) 0 Det dz = | 1 2 0 −1 1 0 0 1 0 | 1 2 −1 1 0 1 0+0+0-(0+0+0) 0 S=(0,0,0) Matriz inversa: Det d = | 1 2 3 −1 1 0 0 1 −1 | 1 2 −1 1 0 1 -1+0-3 –(2+0+0) -4-2 -6 1ºlinha 2ºlinha 3ºlinha (-1)-(0)=-1 (-2)-(3)=-5 (3)-(0)=3 (0)-(1)=-1 -1(-0)=-1 (-3)-(0)=-3 0-(-1)=1 0-(1)=-1 (1)-(-2)=2 Cof B = | 1 −1 1 −5 1 −1 3 3 2 | Cof Bt = | 1 −5 3 −1 1 −3 1 −1 2 | B−1 = | | 1 −6 − 5 −6 3 −6 − 1 −6 1 −6 − 3 −6 1 −6 − 1 −6 2 −6 | | B−1 = | | − 1 6 5 6 − 1 2 1 6 − 1 6 1 2 − 1 6 1 6 − 1 3 | |
- 48. 48 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com X = | | − 1 6 5 6 − 1 2 1 6 − 1 6 1 2 − 1 6 1 6 − 1 3 | | . | 0 0 0 | = | 0 0 0 | S=(0,0,0) 113)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer e da matriz inversa). Solução pelo método do escalonamento: { 2x − y + z = 12 ∗ 2y− z = 13 x + y + z = 0 ∗ { 2x − y + z = 12 −2x − 2y − 2z = 0 = −3y − z = 12 { 2x − y + z = 12 2y − z = −13 (−1) −3y − z = 12 ∗ ∗ { −2y + z = 13 −3y − z = 12 = y = −5 = y = −5 −3(−5) − z = 12 2x + 5 + 3 = 12 15 − z = 12 x = 2 S = {2, −5,3} z = 3 Solução pelo método de Cramer: { 2x − y + z = 12 2y − z = 13 x + y + z = 0 Det = | 2 − 1 1 0 2 − 1 1 1 1 | 2 −1 0 2 1 1 = (4 + 1) −(2 − 2) = 5 Dx = | 12 −1 1 −13 2 −1 0 1 1 | 12 −1 −13 2 0 1 = (24 − 13) − (13− 12) = 11 − 1 = 10 Dy = | 2 12 1 0 −13 −1 1 0 1 | 2 12 −0 −13 1 0 = (−26 − 12) − (−13) = −38 + 13 = −25 Dz = | 2 −1 12 0 2 −13 1 1 0 | 2 −1 0 2 1 1 = (13) − (24 − 26) = 15 x = Dx D = 10 5 = 2 y = Dy D = −25 5 = −5 z = Dz D = 15 5 = 3 S = {2, −5,3} Solução pelo método Matriz Inversa A = | 2 −1 1 0 2 −1 1 1 1 | 2 −1 0 2 1 1 detA = (4 + 1) − (2 − 2) = 5
- 49. 49 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Rascunho 1ª linha 2ª linha 3ª linha 2 − (−1) = 3 − 1 − (1) = −2 1 − (2) = −1 0— 1 = 1 2− (1) = 1 − 2 − (0) = −2 0 − (2) = −2 2—1 = 3 4− (0) = 4 Cof A = | 3 −1 −2 2 1 −3 −1 2 4 | Cof At = | 3 2 −1 −1 1 2 −2 −3 4 | A−1 = || 3 5⁄ 2 5⁄ −1 5⁄ −1 5⁄ 1 5⁄ 2 5⁄ −2 5⁄ −3 5⁄ 4 5⁄ || X = || 3 5⁄ 2 5⁄ −1 5⁄ −1 5⁄ 1 5⁄ 2 5⁄ −2 5⁄ −3 5⁄ 4 5⁄ || ∙ | 12 −13 0 | = | | 36−26+0 5 −12−13+0 5 −24+39+0 5 | | = || 10 5⁄ −25 5⁄ 15 5⁄ || = | 2 −5 3 | S = {2, −5,3} 114)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer e da matriz inversa): 32 322 0 zyx zyx zyx Cramer 32 322 0 zyx zyx zyx 12 21 11 112 221 111 2))2(1-1)-2(1-1)1((-1--1))1(12)-2(-1-1)2((1 -6= (3)-(-3)= -6= (-3)-(-9)= -3))2(1+-1)-2(0+-1)3((-1--1))3(1+-3)-2(-1+-1)2((0= 13 23 10 113 223 110
- 50. 50 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com -18= (12)-(-6)= -2))3(1+-3)-2(1+-1)1((0--3))1(1+-2)-2(0+-1)3((1= -12= (0)-(-12)= 2))2(0+-1)3(1+-3)1((-1--1))1(0+2)3(-1+-3)2((1= 2= 16- 12- == 3= 6- 18- == 1= 6- 6- == s={1,3,2} Matriz inversa 12 21 11 112 221 111 2))2(1-1)-2(1-1)1((-1--1))1(12)-2(-1-1)2((1 -6=.det (3)-(-3)= 1°ordem 2°ordem 3°ordem -2-(2)=-4 1-(-1)=2 2-(2)=0 -1-(-4)=3 -1-(2)=-3 -2-(1)=-3 -1-(4)=-5 -1-(-2)=1 2-(-1)=3 330 132 534 , cof 315 333 024 , 1 cof 32 31 01 132 231 101 12 21 11 312 321 011
- 51. 51 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 2 3 1 6 12 6 18 6 6 6 9 6 3 0 6 9 6 9 0 0 6 6 0 3 3 0 6 3 6 1 6 5 6 3 6 3 6 3 6 0 6 2 6 4 6 3 6 1 6 5 6 3 6 3 6 3 6 0 6 2 6 4 1 S{1,3,2} Escalonamento 32 2 322 0 zyx zyx zyx 2020310 3 2 6 62 3323233213 323 32 0 32 0 133 322 0222 zzzzyx yyy yyy yx zyx zyx zyx zyx xx zyx zyx S{1,3,2} 115)Resolva o seguinte sistema, pelos três métodos de resolução (escalonamento, cramer e da matriz inversa): 52 832 33 zyx zyx zyx Método do Escalonamento:
- 52. 52 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com { x −2x −x −3y +3y +2y +z −z −z = 3 = −8 = −5 x − 3y + z = 3 −2x + 3y − z = −8 −x = −5 x − 3y + z = 3 −x + 2y − z = −5 −y = −2 { x −x 0x −3y 0y −y +z 0z 0z = 3 = −5 = −2 x = 5 y = 2 x − 3y + z = 3 5 − 3(2) + z = 3 5 − 6 + z = 3 z = 4 S= (5,2,4) Método de Cramer: D = [ 1 −3 1 −2 3 −1 −1 2 −1 ] [ 1 −3 −2 3 −1 2 ] = D = (−3 − 3 − 4) − (−3 − 2 − 6) = 1 Dx = [ 3 −3 1 −8 3 −1 −5 2 −1 ] [ 3 −3 −8 3 −5 2 ] = Dx = (−9 − 15 − 16)− (−15 − 6 − 24) = 5 Dy = [ 1 3 1 −2 −8 −1 −1 −5 −1 ] [ 1 3 −2 −8 −1 −5 ] = Dy = (8 + 3 + 10) − (8 + 5 + 6) = 2 Dz = [ 1 −3 3 −2 3 −8 −1 2 −5 ] [ 1 −3 −2 3 −1 2 ] = Dz = (−15 − 24 − 12)—9 − 16 − 30 = 4 X = Dx D = 5 1 = 5 Y = Dy D = 2 1 = 2 S= (5,2,4) Z = Dz D = 4 1 = 4
- 53. 53 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Método da Matriz Inversa: A = { x −x 0x −3y 0y −y +z 0z 0z = 3 = −5 = −2 A = [ 1 −3 1 −2 3 −1 −1 2 −1 ] = D = [ 1 −3 1 −2 3 −1 −1 2 −1 ] [ 1 −3 −2 3 −1 2 ] = D = (−3 − 3 − 4) − (−3 − 2 − 6) = 1 CofA = [ −1 −1 −1 −1 0 1 0 −1 −3 ] CofAt = [ −1 −1 0 −1 0 −1 −1 1 −3 ] A−1 = [ −1 1 −1 1 0 1 −1 1 0 1 −1 1 −1 1 1 1 −3 1 ] = [ −1 −1 0 −1 0 −1 −1 1 −3 ] S = [ −1 −1 0 −1 0 −1 −1 1 −3 ] . [ 3 −8 −5 ] = [ −3 + 8 + 0 −3 + 0 + 5 −3 − 8 + 15 ] = [ 5 2 4 ] S= (5,2,4) Lista TED 24: Espaço vetorial −3 − (−2) = −1 2 − (1) = 1 −4 − (−3) = −1 3 − (2) = 1 −1 − (−1) = 0 2 − (3) = −1 3 − (3) = 0 −1 − (−2) = 1 3 − (6) = −3 + − + − + − + − +
- 54. 54 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 116)Abaixo é dado um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas, verificar se ele é ou não espaço vetorial, se acaso não for, citar os axiomas que não se verificam. ℝ2 (x1 , y1) + (x2 , y2) = (x1 , y1 ) (x1 , y1) = ( x1 , y1) u = (x1, y1) v = (x2, y2) w = (x3, y3) A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x1, y1)+ (x2, y2)] + (x3, y3) = (x1, y1) + [(x2, y2) + (x3, y3)] (x1+y1) + (x3, y3) = (x1, y1) + (x2+x3, y2+y3) (x1+x3, y1+y3) = (x1+x3, y1+y3) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (x1, y1) + (x2, y2) = (x2, y2) + (x1, y1) (x1, y1) = (x1, y1) Este axioma se verifica A3) u + 0 = u (x1, y1) + (0,0) = (x1, y1) (x1, y1) = (x1, y1) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (x1, y1) + (-(x1, y1)) = (0,0) (x1, y1) - (x1, y1) = (0,0) (0,0) = (0,0) Este axioma se verifica M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u) (αβ).(x1, y1) = α(β.(x1, y1)) (αβx1,βy1)= α(β x1, βy1) (αβx1, βy1)= (αβ x1, βy1) Este axioma se verifica M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u (α + β).(x1, y1) = α.(x1, y1) + β.(x1, y1) ((α+ β)x1, (α + β)yx1= (α x1, y1) + (β x1, βy1) (αx1+ βx1,y1, βy1) = (αx1+ βx1, y1, βy1) Este axioma se verifica M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v α[(x1, -2x1, -x1) + (x2, -2x2, -x2)] = α.(x1, -2x1, -x1) + α.(x2, -2x2, -x2) α [(x1+x2, -2x1-2x2, -x1-x2)] = (α x1, -α 2x1, - α x1) +(α x2, -2 α x2, - α x2) α [(x1+x2, -2(x1+x2), -(x1+x2))] = (α x1+ α x2,- α 2x1-2 α x2, - α x1- α x2) (α (x1+x2), -2 α (x1+x2), - α (x1+x2)) = (α (x1+x2), -2 α (x1+x2), - α (x1+x2))
- 55. 55 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Este axioma se verifica M4) 1.u = u 1.(x1, -2x1, -x1) = (x1, -2x1, -x1) (x1, -2x1, -x1) = (x1, -2x1, -x1) Este axioma se verifica Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial. 117)Abaixo é dado um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas, verificar se ele é ou não espaço vetorial, se acaso não for, citar os axiomas que não se verificam. ℝ 2 (x1, y1) + (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2) (x1, y1) = ( x1, y1) u + v = v + u (x1, y1)+(x2, y2) = (x2, y2)+(x1, y1) (x1+x2, y1+y2) = (x2+x1, y2+y1) Este axioma se verifica logo u + (v + w) = (u + v) + w (x1, y1)+[(x2, y2) + (x3, y3)]=[(x1, y1)+(x2, y2)]+(x3+y3) (x1, y1)+(x2+x3, y2)=(x1+x2,y1)+(x1+x2,y1)+(x3,y3) (x1+x2+x3,y1+y2+y3) = (x1+x2+x3,y1+y2+y3) Este axioma se verifica u + 0 = u (x1, y1)+ (0, 0) = (x1, y1) (x1, y1)= (x1, y1) Este axioma se verifica u+(-u) = 0 x1, y1)+ (-x1, -y1) = (0, 0) (0,0) = (0,0) Este axioma se verifica α(βu) = (αβ)u α(β.(x1,y1) =αβ.(x1,y1) α(βx1,βy1) = (αβx1,αβy1) (αβx1,αβy1 =αβx1, αβy1) Este axioma se verifica (α+β).u = α u + βu (α+β)(x1, y1) = α(x1, y1) + β(x1, y1) (α+βx1,α+βy1 = α+βx1, α+βy1) Este axioma se verifica α (u+v) = αu + αv
- 56. 56 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com α (x1, y1) + (x2, y2) = α(x1, y1) + α(x2, y2) α(x1+x2, y1+y2) = (αx1, αy1) + (αx2, αy2) α(x1+x2), α(y1+y2) = (αx1+αx2, αy1+αy2) (αx1+αx2, αy1+αy2 = αx1+αx2, αy1+αy2) Este axioma se verifica 1. u=u 1(x1, y1) = (x1, y1) (x1, y1) = (x1, y1) Este axioma se verifica Como todos os 8 axiomas foram verificados positivamente, logo este é um espaço vetorial. 118)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço, citar os axiomas que não se verificam. {(x, 2x, 3x); x IR} com as operações usuais u = (x1, 2x1, 3x1), v = (x2, 2x2, 3x2) e w = (x3, 2x3, 3x3), A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x1, 2x1, 3x1)+(x2, 2x2, 3x2)]+(x3, 2x3, 3x3) = (x1,2x1,3x1)+[(x2, 2x2, 3x2) + (x3, 2x3, 3x3)] [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] + (x3, 2x3, 3x3) = (x1, 2x1, 3x1) + [(x2+x3, 2x2+2x3, 3x2 + 3x3)] (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x13x2-3x3) = (x1+x2+x3, 2x1+2x2+2x3, 3x1+3x2+3x3) (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) = (x1+x2+x3, 2(x1+x2+x3), 3(x1+x2+x3)) Este axioma se verifica A2) u + v = v + u (x1, 2x1, 3x1)+ (x2, 2x2, 3x2) = (x2, 2x2, 3x2) + (x1, 2x1, 3x1) (x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2) = (x2+x1, 2x2+2x1, 3x2+3x1) (x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2)) = (x2+x1, 2(x2+x1), 3(x2+x1)) Este axioma se verifica A3) u + 0 = u (x1, 2x1, 3x1) + (0,0,0) = (x1, 2x1, 3x1) (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) Este axioma se verifica A4) u +(-u) = 0 (x1, 2x1, 3x1) + (-x1, -2x1,-3x1) = (0,0,0) (0,0,0) = (0,0,0) Este axioma se verifica M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u) (αβ). (x1, 2x1, 3x1) = α(β. (x1, 2x1, 3x1)) (αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1) = α(β x1, 2 β x1, 3 β x1)
- 57. 57 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1) = (αβ x1, 2 αβ x1, 3 αβ x1) Este axioma se verifica M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u (α + β). (x1, 2x1, 3x1) = α. (x1, 2x1, 3x1) + β. (x1, 2x1, 3x1) ((α + β)x1, (α + β)2x1, (α + β) 3x1) = (α x1, α 2x1, 3α x1) + (β x1, β 2x1, 3β x1) (α x1+ βx1, α 2x1+ β2x1, 3α x1 + 3 β x1) = (α x1+ β x1, α 2x1+ β 2x1, 3α x1+3 β x1) Este axioma se verifica M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v α[(x1, 2x1, 3x1) + (x2, 2x2, 3x2)] = α. (x1, 2x1, 3x1) + α. (x2, 2x2, 3x2) α [(x1+x2, 2x1+2x2, 3x1+3x2)] = (α x1, α 2x1, 3 α x1) + (α x2, 2 α x2, 3 α x2) α [(x1+x2, 2(x1+x2), 3(x1+x2))] = (α x1+ α x2, α 2x1+2 α x2, 3 α x1+3 α x2) (α (x1+x2), 2 α (x1+x2), 3 α (x1+x2)) = (α (x1+x2), 2 α (x1+x2), 3 α (x1+x2)) Este axioma se verifica M4) 1.u = u 1. (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) (x1, 2x1, 3x1) = (x1, 2x1, 3x1) Este axioma se verifica 119)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço, citar os axiomas que não se verificam. ℝ2 com as operações: (a, b) + (c, d) = (a, b) (a, b) = ( a, b) A1) u + v = v + u (x1, y1) + (x2, y2) = (x2, y2) + (x1,y1) (x1, y1) ≠ (x2, y2) NÃO A2) u + (v + w) = (u + v) + w (x1, y1) + [(x2, y2) + (x3, y3)] = [(x1,y1) + (x2, y2)] + (x3, y3) (x1, y1) + (x2, y2) = (x1,y1) + (x3, y3) (x1, y1) = (x1, y1) OK A3) u + 0 = u (x1, y1) + (0,0) = (x1, y1) (x1, y1) = (x1, y1) OK A4) u + (−u) = 0 (x1, y1) + (−x1, −y1) = (0,0) (x1, y1) ≠ (0,0) NÃO
- 58. 58 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com M1) α(βu) = (αβ)u α[β(x1,y1)] = (αβ)(x1,y1) α(βx1, βy1) = (αβx1, αβy1) (αβx1, αβy1) = (αβx1, αβy1) OK M2) (α + β)u = αu + βu (α + β)(x1,y1) = α(x1, y1) + β(x1, y1) [(α + β)x1, (α + β)y1,] = (αx1, αy1) + (βx1,βy1) (αx1 + βx1,αy1 + βy1) = (αx1 + βx1,αy1 + βy1) OK M3) α(u + v) = αu + αv α[(x1,y1) + (x2, y2)] = α(x1, y1) + α(x2, y2 ) α(x1 + x2, y1 + y2) = (αx1,αy1) + (αx2, αy2) [α(x1 + x2),α(y1 + y2)] = (αx1 + αx2, αy1 + αy2) (αx1 + αx2, αy1 + αy2) = (αx1 + αx2, αy1 + αy2) OK M4) 1 ∙ u = u 1 ∙ (x1,y1) = (x1,y1) (x1,y1) = (x1,y1) OK NÃO É ESPAÇO VETORIAL, NAO VERIFICANDO NOS AXIOMAS A1 E A4. 120)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço, citar os axiomas que não se verificam. ℝ2 com as operações (x, y) + (x', y') = (x + x', y + y') (x, y) = ( x,0) u =(x, y), v =(x', y') e w =(x”,y”) A1) (u + v) + w = u + (v + w) [(x, y) + (x', y')] + (x”,y”) = (x, y) + [(x', y') + (x”,y”)] (x+ x', y+ y') + (x”,y”) = (x, y) + (x'+ x”, y'+ y”) (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) = (x+ x'+ x”, y+ y'+ y”) ok A2) u + v = v + u (x, y) + (x', y') = (x', y') + (x, y) (x+ x', y+ y') = (x'+x, y'+y) ok A3) u + 0 = u (x, y) + (0,0) = (x,y) (x,y) = (x,y) ok A4) u +(-u) = 0 (x,y) + (-x,-y) = (0,0)
- 59. 59 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (0,0) = (0,0) ok M1) (𝛂𝛃).u = 𝛂(𝛃.u) (αβ).(x,y) = α(β.(x,y)) (αβ x,0) = α(β.x,0)) (αβ x,0) = (αβ x,0) ok M2) (𝛂 + 𝛃).u = 𝛂.u + 𝛃.u (α + β).(x,y) = α.(x,y) + β.(x,y) ((α + β).x,0) = ( α.x,0) + (β.x,0) (α x+ β.x,0) = (α x+ β.x,0) ok M3) 𝛂(u + v) = 𝛂.u + 𝛂.v α [(x, y) + (x', y')] = α.(x,y) + α.( x', y') α (x+ x', y+ y') = (α.x,0) + (α. x', 0) (α (x+ x'), α (y+ y')) = (α.x+ α. x',0) (α x+ α x'), α y+ α y')) ≠ (α.x+ α. x',0) Este não se verifica M4) 1.u = u 1. (x, y) = (x, y) (x, 0) ≠ (x, y) Este não se verifica Como pelo menos um axioma não foi verificado, logo este não é um espaço vetorial. 121)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço, citar os axiomas que não se verificam. A = {(x, y) IR2 | y = 5x} Com as operações usuais u = (x1,5x1) v = (x2, 5x2) A1) u + v = v + u (x1, 5x1) + (x2, 5x2) = (x2, 5x2) + (x1, 5x2) (x1 + x2, 5x1 + 5x2) = (x2 + x1, 5x2 + 5x1) ok A2) u + (v + w) = (u + v )+ w (x1, 5x1) + (x2, 5x2) + (x3, 5x3) = (x1, 5x1) + (x2, 5x2) + (x3, 5x3) (x1, 5x1) + (x2 + x3, 5x2 + 5x3) = (x1 + x2, 5x1′ + 5x2) + (x3, 5x3) (x1 + x2 + x3, 5x1 + 5x2 + 5x3 ) = (x1 + x2 + x3, 5x1 + 5x2 + 5x3, 5x1 + 5x2 + 5x3)ok A3) u + 0 = u (x1, 5x1) + (0,0) = (x1, 5x1) (x1, 5x1) = (x1,5x1) ok A4) u + (−u) = 0
- 60. 60 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (x1, 5x1) + (− x1,−5x1) = (0,0) (0,0) = (0,0)ok M1) ∝ (βu) = (∝ β)u ∝ (β(x1,5x1) = (∝ β)(x1, 5x1) ∝ (βx1,β5x1) = (∝ βx1, ∝ β5x1) (∝ βx1,∝ β5x1) = (∝ βx1, ∝ β5x1)ok M2) (∝ +β)u = ∝ u + βu (∝ +β)(x1 ,5x1) =∝ (x1,5x1) + β(x1,5x1) (∝ +β)x1,(∝ +β)5x1 = (∝ x1, ∝ 5x1) (∝ x1 + βx1 , ∝ 5x1 + β5x1) = (∝ x1 + βx1 , ∝ 5x1 + β5x1)ok M3) ∝ (u + v) =∝ u + ∝ v ∝ ((x1, 5x1) + (x2,5x2 )) =∝ ((x1,5x1)+ ∝ (x2, 5x2)) ∝ ((x1 + x2 , 5x1 + 5x2)) = (∝ x1, ∝ 5x1) + (∝ x2 , ∝ 5x2 ) (∝ x1+ ∝ x2, ∝ 5x1+∝ x2) = (∝ x1+ ∝ x2, ∝ 5x1+∝ x2)ok M4) 1. u = u 1(x1, 5x1) = (x1,5x1) (x1, 5x1) = (x1, 5x1)ok 122)A seguir apresenta-se um conjunto com as operações de adição e multiplicação por escalar nele definidas. Verificar se é um espaços vetorial. Se não for espaço, citar os axiomas que não se verificam. A = {(x, y,z) ℝ3 | y = 5x e z = 0} com as operações usuais u = (x,5x, 0), v = (x2, 5x2, 0) e w = (x3, 5x3, 0) Adição I) u + v = v + u = (x,5x, 0) + (x2, 5x2, 0) = (x2, 5x2, 0) + (x,5x, 0) = (x + x2, 5x + 5x2, 0 + 0) = (x2 + x, 5x2 + 5x, 0 + 0) = [x + x2, 5(x + x2),0] = [x2 + x,5(x2 + x), 0] //ok II) u + (v + w) = (u + v) + w = (x,5x, 0) + [(x2, 5x2, 0) + (x3, 5x3, 0)] = [(x,5x, 0) + (x2, 5x2, 0)] + (x3, 5x3, 0) = (x,5x, 0) + (x2 + x3, 5x2 + 5x3, 0 + 0) = (x + x2 ,5x + 5x2, 0 + 0) + (x3, 5x3, 0) = (x + x2 + x3, 5x + 5x2 + 5x3, 0 + 0 + 0) = (x + x2 + x3, 5x + 5x2 + 5x3, 0 + 0 + 0) = [(x+ x2 + x3, 5(x + x2 + x3, 0)] = [(x + x2 + x3 , 5(x+ x2 + x3,0)] //ok III) u + 0 = u = (x,5x, 0) + (0,0,0) = (x, 5x,0) = (x,5x, 0) = (x,5x, 0) //ok IV) u + (−u) = 0 = (x,5x, 0) − (x,5x, 0) = (0,0,0) = (x,5x, 0) + (−x,−5x, 0) = (0,0,0)
- 61. 61 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = (0,0,0) = (0,0,0) //ok Multiplicação I)(αβ). u = α(β.u) = (αβ)(x,5x, 0) = α[(β)(x,5x, 0)] = (αβx,5αβx, αβ0) = α(βx,5βx, β0) = (αβx,5αβx, 0) = (αβx,5αβx, 0) //ok II)(α + β). u = α. u + β. u = (α + β)(x,5x, 0) = α(x, 5x,0) + β(x,5x, 0) = (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0) = (αx, 5αx, α0) + (βx, 5βx,β0) = (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0) = (αx + βx, 5αx + 5βx,α0 + β0) = [αx + βx, 5(αx + βx), 0] = [αx + βx, 5(αx + βx), 0] //ok III)α(u + v) = α. u + α. v = α[(x,5x,0) + (x2, 5x2, 0)] = α(x,5x, 0) + α(x2,5x2,0) = α(x + x2, 5x + 5x2, 0 + 0) = (αx,5αx, α0) + (αx2, 5αx2, α0) = (αx + αx2, 5αx + 5αx2, α0 + α0) = (αx + αx2,5αx + 5αx2, α0 + α0) = [(αx+ αx2, 5(αx + αx2), 0] = [(αx + αx2, 5(αx + αx2),0] //ok IV)1. u = u = 1(x,5x,0) = (x,5x, 0) = (x,5x, 0) = (x,5x, 0) //ok Logo A é Espaço Vetorial Lista TED 25: Subespaço vetorial 123)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = {(x, y, z)| x = 4y e z = 0} u = (4y, y, 0) v = (4y1, y1, 0) u + v=(4y, y, 0) + (4y1, y1, 0) =(4y +4y1, y+y1, 0+0) ok α(u)=α(4y, y, 0) = (α4y, αy, 0) ok Logo é subespaço vetorial 124)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = {(x, y, z)|x = z²} u = ( z1 2 , y1 , z1) e v = (z2 2 , y2, z2) u+v (z²1, y1, z1) + (z²2, y2, z2) (z1 2 + z2 2 , y1 + y2 , z1 + z2) não pois z1 2 + z2 2 ≠ (z1 + z2)2
- 62. 62 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com α.u α(z1 2 ,y1, z1) (αz1 2 , αy1, αz1) não pois αz1 2 ≠ (αz1)2 S não é um subespaço de V 125)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = {(x, y, z)| z= 2x - y} u = (x1,y1, 2x1 – y1) v = ( x2, y2, 2x2 – y2) u + v = (x1+x2, y1+y2 + 2x1-y1+2x2-y2) (x1+x2 , y1+y2 + 2(x1 + x2 -y1-y2) α .u = α (x,y, 2x − y) = (αx,αy, 2αx − αy) Logo S é um subespaço de ℝ3 126)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = 1) u + v = [ a1 b1 a1 + b1 0 ] + [ a2 b2 a2 + b2 0 ] u + v = [ a1 + a2 b1 + b2 a1 + a2 + b1 + b2 0 ] OK 2) αu = α [ a1 b1 a1 + b1 0 ] [ αa1 αb1 αa1 + αb1 0 ] OK 127)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = {(x, 2x ); x ℝ } u=(x, 2x) v=(x’, 2x’) u+v '2,' '22´, '2,'2, xxxx xxxx xxxx ok .u xx xx xx 2, 2, 2, 0; debac dc ba
- 63. 63 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com ok é um subespaço 128)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = R,,; 0 cba c ba S= {[ a b 0 c ] ; a, b c є R} u = [ a1 b1 0 c1 ] v = [ a2 b2 0 c2 ] u + v = [ a1 b1 0 c1 ] + [ a2 b2 0 c2 ] = [ a1 + a2 b1 + b2 0 c1 + c2 ]ok ∝. u = ∝.[ a1 b1 0 c1 ] = [ ∝ a1 ∝ b1 0 ∝ c1 ]ok Logo é um subespaço. 129)Agora é apresentado um subconjunto, verifique se ele é subespaço. S = {(x, y) | x = 0} u = (0, y1) v = (0, y2) u + v = (0, y1 + y2) //ok α. u = α(0,y1) = (0,αy1) //ok Logo S é subespaço Lista TED 26: Combinação linear 130)Sejam os vetores u = (2, -3, 2) e v = (-1, 2, 4) em ℝ3. a) Escrever o vetor w = (5, -7, 10) como combinação linear de u e v. (5, -7, 10) = a . (2, -3, 2) + b . (-1, 2, 4) (5, -7, 10) = (2a, -3a, 2a) + (-b, 2b, 4b) (5, -7, 10) = (2a-b , -3a+2b, 2a+4b) { 2a − b = 5 −3a + 2b = −7 2a + 4b = 10 8a - 4b = 20 2(3) - b = 5 -3a + 2b = -7 2a + 4b = 10 6 - b = 5 -3(3) + 2(1) = -7 10a = 30 -b = 5 - 6 -9 + 2= -7 a = 30 10⁄ = 3 b = 1 -7 = -7 Logo 𝐰 = 𝟑. 𝐮 + 𝟏 . 𝐯
- 64. 64 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com b) Para que valores de k o vetor (-8, k, 12) é uma combinação linear de u e v? (-8, k, 12) = a .(2, -3, 2) + b . (-1, 2, 4) (-8, k, 12) =(2a, -3a, 2a) + (-b, 2b, 4b) (-8, k, 12) =(2a-b , -3a+2b, 2a+4b) { 2a − b = −8 −3a + 2b = k 2a + 4b = 12 8a – 4b = –322 (–2) – b = 5 –3a + 2b = k 2a + 4b = 12 – 4 – b = 5 –3 (–2) + 2 (–9) = k 10a = –20 –b = 5 +4 6 –18 = k a = –20/10 = –2 –b = 9 –12 = k b = -9 k = –12 k = -12 131)Para qual valor de K o vetor u = (1, k, 2) em ℝ³ é uma combinação linear dos vetores v = (3, 0, -2) e w = (2, -1, -5)? (1, k, 2) = a(3,0,-2) + b(2,-1,-5) (1, k, 2) = (3a,0,-2a) + (2b,-b,-5b) (1, k, 2) = (3a + 2b, -b, -2a - 5b) { 3a + 2b = 1 −b = k .(−1) −2a − 5b = 2 b = -k 3a + 2.(-k) = 1 3a = 2k+1 a = 2k+1 3 -2 .( 2k+1 3 ) - 5.(-k) = 2 ( −4k−2 3 ) + 5k = 2 −4k−2+15k=6 3 11k = 6+2 k = 8 11 S = ( 𝟖 𝟏𝟏 ) 132)Sejam os vetores u = (1, 2, 1) e v = (-1, 0, 2) em ℝ3. Escrever o vetor w = (7, 10, 1) como combinação linear de u e v. Para que valores de k o vetor (4, 6, k) é uma combinação linear de u e v? W= a.u + b.v
- 65. 65 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com (7, 10, 1) = a . (1, 2, 1) + b . (-1, 0, 2) (7, 10, 1) = (a, 2a, a) + (-b, 0, 2b) (7, 10, 1) = (a – b ,2a,a + 2b) { a − b = 7 2a = 10 a + 2b = 1 a = 5 b = −2 a − b = 7 5 − b = 7 −b = 7 − 5 b = −2 a + 2 b = 1 5 + 2. (−2) = 1 5 − 4 = 1 1=1 Logo 𝐰 = 𝟓. 𝐮 − 𝟐 . 𝐯 (4, 6, k) = a . (1, 2, 1) + b . (-1, 0, 2) (4, 6, k) = (a, 2a, a) + (-b, 0, 2b) (4, 6, k) = (a – b ,2a,a + 2b) (4, 6, k) = (a-b,2a ,a+2b) { a − b = 4 2a = 6 a + 2b = k a = 3 a − b = 4 3 − b = 4 −b = 4 − 3 b = −1 3 + 2. (−1) = k 3 + (−2) = k 𝐤 = 𝟏 133)Sendo os vetores u = (0, 1, 2) e v = (3, -5, 7), escrever o vetor w = (6, -13, 8) como combinação linear de u e v. (6, −13,8) = a(0,1,2) + b(3,−5,7) (6, −13,8) = (0,a, 2a) + (3b, −5b,7b) (6, −13,8) = (3b,a − 5b,2a + 7b) { 3b = 6 a − 5b = −13 2a + 7b = 8 b = 2 a − 5(2) = −13 a = −13 + 10 a = −3 w = -3 u + 2 v
- 66. 66 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 134)Os dois problemas a seguir se referem aos vetores u = (2,-3,2) e v = (-1,2,4) do ℝ3. a) Escrever o vetor a = (7,-11, 2) como combinação linear de u e v. bbbaaa ba 4,2,2,11,72,11,7 4,2,12,11,72,11,7 242 2 11211 77 ba ba ba 1 33 1111 14214 a a ba ba 0 77 77 717 b b b b Logo a = 1.u+0.v b) Para que valor de k o vetor w = (-8, 14, K) é combinação linear de u e v? bbbaaak bak 4,2,2,3,2,14,8 4,2,12,3,2,14,8 2 1416 1414163 142823 28 28 a a aa aa ab ab kba ba ba 42 1423 82
- 67. 67 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 4 82 1426 14223 b b b b 12 12 164 4422 k k k k 135)Dados os vetores v1= (−3,2, 1) e v2 = (0, 5, 4), para que valor de K o vetor v = (15, K ,3) é combinação linear de v1 e v2? (15, k, 3) = a(−3,2,1) + b(0,5,4) (15, k, 3) = (−3a,2a, a) + (0,5b,4b) (15, k, 3) = (−3a,2a + 5b, a + 4b) { −3a = 15 2a + 5b = k a + 4b = 3 −3a = 15 a = −15 3 a = −5 a+ 4b = 4 2.(−5) + 5 ( 9 4 ) = k −40 + 45 = k −5 + 4b = 4 −10 + 45 4 = k 𝐤 = 𝟓 4b = 4 + 5 b = 9 4 Os dois problemas a seguir se referem aos vetores v1 = (-1,2,1), v2 = (1,0,2) e v3 = (-2,-1, 0) do ℝ3. 136)Expressar o vetor w = (-8,4,1) como combinação linear dos vetores v1, v2 e v3. D = [ −1 1 −2 2 0 −1 1 2 0 ] [ −1 1 2 0 1 2 ] = D = (0 − 1 − 8) − (0 + 2 + 0) = −11 Dx = [ −8 1 −2 4 0 −1 1 2 0 ] [ −8 1 4 0 1 2 ] = Dx = (0 − 1 − 16) − (0 + 16 + 0) = −33
- 68. 68 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Dy = [ −1 −8 −2 2 4 −1 1 1 0 ] [ −1 −8 2 4 1 1 ] = Dy = (0 + 8 − 4) − (−8 + 1 + 0) = 11 Dz = [ −1 1 −8 2 0 4 1 2 1 ] [ −1 1 2 0 1 2 ] = Dz = (0 + 4 − 32)− (0 − 8 + 2) = −22 X = Dx D = −33 −11 = 3 Y = Dy D = 11 −11 = −1 Z = Dz D = −22 −11 = 2 w = 3(v1)+ (−1)(v2)+ 2(v) 137)Expressar o vetor v = (0,2,3) como combinação linear de v1, v2 e v3. D = [ −1 1 −2 2 0 −1 1 2 0 ] [ −1 1 2 0 1 2 ] = D = (0 − 1 − 8) − (0 + 2 + 0) = −11 Dx = [ 0 1 −2 2 0 −1 3 2 0 ] [ 0 1 2 0 3 2 ] = Dx = (0 − 3 − 8) − (0 + 0 + 0) = −11 Dy = [ −1 0 −2 2 2 −1 1 3 0 ] [ −1 0 2 2 1 3 ] = Dy = (0 + 0 − 12) − (−4 + 3 + 0) = −11 Dz = [ −1 1 0 2 0 2 1 2 3 ] [ −1 1 2 0 1 2 ] = Dz = (0 + 2 + 0) − (0 − 4 + 6) = 0 X = Dx D = −11 −11 = 1 Y = Dy D = −11 −11 = 1 Z = Dz D = 0 −11 = 0 v = 1(v1) + 1(v2)+ 0(v3) Lista TED 27:
- 69. 69 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com Transformações lineares 138)Verificar se a função (transformação) é linear. f: R² R², f(x, y) = (x², y²) Definição: Sejam U e V espaços vetoriais. Diz-se que T: U V é uma transformação linear se satisfaz às duas seguintes propriedades: 1. Para qualquer u e v de R²: T(u+v) = T(u) + T(v). 2. Para qualquer k real e qualquer v de V: T(kv)=k.T(v). Então, você escreve dois vetores u(u1, u2) e v(v1 , v2), por exemplo. Daí verifica se as duas propriedades são satisfeitas. T(u + v) = T((u1, u2) + (v1, v2)) = T(u1+v1, u2, v2) = [(u1 + v1)², (u2 + v2)²] T(u) = T(u1, u2) = (u1², u2²) T(v) = T(v1, v2) = (v1², v2²) T(u) + T(v) = (u1², u2²) + (v1², v2²) = [(u1²+v1²), (u2², v2²)] Veja que [(u1 + v1)², (u2 + v2)²] não é igual a [(u1²+v1²), (u2², v2²)], logo, a transformação não é linear. 139)Verificar se a função (transformação) é linear. f : ℝ2 ℝ 2 , f(x,y) = (2x – y, 3x + 5y) ))5533(),22(( ))(5)(3,)()(2( ),()v( )()()v( 21212121 21212121 2121 2,21,1 yyxxyyxxf yyxxyyxxf yyxxfuf yxfyxfuf ))5353(),22(()v()( )53,2()53,2()v()( 2,2112,211 2,22,2111,1 yxyxyxyxffuf yxyxfyxyxffuf ))5353(),22(())5533(),22(( )v()()( 2,2112,21121212121 yxyxyxyxfyyxxyyxxf fufvuf Logo a função (transformação) é linear. 140)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que: f(1, 0, 0) = (2, 1), f(0, 1, 0) = (-1, 0) e f(0, 0, 1) = (1, -2) i. Determinar a matriz canônica de f; 10 01 00 0 0 1 ii. Calcular f(3, 4, 5); Expressando o vetor )5,4,3( como combinação linear dos vetores da base, vem: )1,0,0()0,1,0()0,0,1()5,4,3( cba )c,0,0()0,b,0()0,0,()5,4,3( a )c,b,()5,4,3( a
- 70. 70 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 5 4 3 c b a Sistema cuja solução é: 5ce4b,3 a . Então, 321 543)5,4,3( Aplicando f , vem: 7)-(9, 10)-5,(0)(-2,3)(6, 2)-(1,50)(-1,21)(2,3 )(5)(4)(3)5,4,3( 321 ffff iii. Calcular f(x, y, z). Procedendo do mesmo modo com o vetor genérico (x, y, z) tem-se: z y x c b a Sistema cuja solução é: zyxa ceb, . Então, 321)z,y,( zyxx Aplicando f , vem: 2z)-xz,y-(2x 2z)-z,(0)(-y,x)(2x, 2)-z(1,0)(-1,y1)(2,x )(z)()(x)z,y,( 321 ffyfxf 141)Uma transformação linear f: ℝ2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (3, 2, 1) e f(0, 1) =(1, 1, 0) Determinar: i. f(2, 3) Expressando o vetor )3,2( como combinação linear dos vetores da base, vem: )1,0()1,1()3,2( ba ),0(),()3,2( baa )ba,()3,2( a 3ba 20a Sistema cuja solução é: 5b,2 a . Então, 21 52)3,2( Aplicando f , vem: 2)-1,(-1, 0)5,(5,2)-4,-(-6, 0)1,(1,51)2,(3,2- )(5)(2-)3,2( 21 fff ii. f(x, y) Procedendo do mesmo modo com o vetor genérico (x, y) tem-se:
- 71. 71 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com yba x0a Sistema cuja solução é: yxxa b, . Então, ))(()()y,( 21 yxxx aplicando f , vem: x)y,3xy,(4x 0)y,xy,(xx)2x,(3x, 0)1,(1,)(1)2,(3,x )()()(x)y,( 21 yx fyxfxf 142)Dada a transformação linear T: R³ R² tal que: T(1, 0, 0) = (2, -1), T(0, 1, 0) = (-1, 1) e T(0, 0, 1) = (1, -2) a) determinar a matriz canônica de T; b) calcular T(3, 4, 2); c) calcular T(x, y, z). i. Sabemos que: T(x,y,z) = T[x(1,0,0) + y(0,1,0) + z(0,0,1)] ( fácil a observação ) Mas, foi dito que a transformação é linear, então ela obedece as duas propriedades, ou seja, T(x, y, z) = T[x(1, 0, 0)] + T[y(0, 1, 0)] + T[z(0, 0, 1)] (primeira propriedade) T(x, y, z) = x.T(1, 0, 0) + y.T(0, 1, 0) + z.T(0, 0, 1) ( segunda propriedade ) T(x, y, z) = x(2, -1) + y(-1, 1) + z(1, -2) ----> (substitui os dados do problema ) T(x, y, z) = (2x, -x) + (-y, y) + (z, -2z) T(x, y, z) = (2x-y+z , -x+y-2z) (Letra c ) T(3,4,2) = (2.3-4+2 , -3+4-2.2) = (4 , -3) (Letra b) A matriz canônica é: [ 2 −1 1 −1 1 −2 ] ii. Uma transformação linear T: R² R³ é tal que T(-1, 1) = (3, 2, 0) e T(0, 1) = (1, 1, -1) Determinar: a) T(2, 4) T(x, y) T(x, y) = T[x(1, 0) + y(0, 1)] T(-1, 1) = T[-1(1, 0) + 1(0,1)] = -1.T(1, 0) + 1.T(0, 1) (3, 2, 0) = -1.T(1, 0) + (1, 1, -1) (3, 2, 0) - (1, 1, -1) = -1.T(1, 0) (2, 1, 1) = -1.T(1, 0) T(1, 0) = (-2, -1, -1) Daí, T(x, y) = T[x(1, 0) + y(0, 1)] = x.T(1, 0) + y.T(0, 1) = x(-2, -1, -1) + y(1, 1, - 1) T(x, y) = (-2x, -x, -x) + (y, y, -y) T(x, y) = (-2x+y, -x+y, -x-y) ---> (letra b )
- 72. 72 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com T(2, 4) = (-2.2+4, -2+4, -2-4) T(2, 4) = (0, 2, -6) ----> (letra a) 143)Verificar se a função (transformação) é linear. f : R2 R2 , f(x,y) = (x + 1 , y) Resposta: (x,y) = a.(x+1,y) + b.(x+1,y) (x,y) = (ax+a,ay) + (bx+b,by) (x,y) = (ax+a +bx+b,ay+by) { ax + a + bx + b = x ay + by = x = 2ax + 2bx = x (y) = 2ayx+2ayx = xy ay + by = y (2x) -2ayx-2byx = -2xy 4ayx = xy = 4ayx = xy = - 4byx= -3xy (÷xy) -2ayx – 2byx =-2xy (2) - 4axy – 4byx = -4xy - 4b = -3 b = −3 4 ay + by =y 4ay= 4y+3y ay + ( −3 4 .y) = y 4ay = 7y (÷y) ay - 3y 4 = y 4a=7 4ay −3y=4y 4 a= 7 4 S= { 7 4 , −3 4 } Logo a função é linear… 144)Dada a transformação linear f: R3 R2 tal que: f(1, 0, 0) = (2, 0), f(0, 1, 0) = (0, 1) e f(0, 0, 1) = (2, -2) i. determinar a matriz canônica de f; )2,3(),,( zyxzyxzyxf 2 2 10 02 )2,2()1,0,0( )1),0(20,1)0(30()1,0,0( )1,0()0,1,0( )0)1(20,0)1(30()0,1,0( )0,2()0,0,1( )0)0(21,0)0(31()0,0,1( f f f f f f ii. calcular f(1, 4, 2);
- 73. 73 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 3.22.41.1 3.2.1. )2,4,1( )2,4,1( vvvw vcvbvaw w f ),0,0()0,,0()0,0,()2,4,1( )1,0,0()0,1,0()0,0,1()2,4,1( cba cba )0,6()2,4,1( )4,4()4,0()0,2()2,4,1( )2,2(2)1,0(4)0,2(1)2,4,1( 2 4 1 f f f c b a iii. calcular f(x, y, z). )2,22(),,( )2,2(),0()0,2(),,( )2,2()1,0()0,2(),,( ),0,0()0,,0()0,0,(),,( )1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,( )3()2()1( )3()2()1( ),,( ),,( zyzxzyxf zzyxzyxf zyxzyxf cz by ax cbazyx cbazyx vzvyvxw vcvbvaw zyxw zyxf 145)Uma transformação linear f: R2 R3 é tal que f(-1, 1) = (3, 1, 0) e f(0, 1) = (1, -2, -1) Determinar: i. f(-2, 4) (-2,4) = -2 (-1,1) + [4 (0,1)] f(-2,4) = -2f(-1,1)+ [4f(0,1)] = -2.(3,1,0) + [ 4(1,-2,-1)] = (-6,-2,0) + (4,8,4) = (-2,6,4) ii. f(x, y) (x,y) = x(-1,1) + y (0,1) F(x,y) = xf(-1,1) + yf(0,1) = x(3,1,0) + y(1,-2,-1) = (3x,x,0) + (y,-2y,-y) = (3xy,-2xy,-y)
- 74. 74 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 146)Verificar se a função (transformação) é linear. f : R2 R2 , f(x, y) = (x + 1 , y) Resposta: (x, y) = a.(x+1,y) + b.(x+1,y) (x, y) = (ax+a, ay) + (bx+b, by) (x, y) = (ax+a +bx+b, ay+by) { ax + a + bx + b = x ay + by = x = 2ax + 2bx = x (y) = 2ayx+2ayx = xy ay + by = y (2x) -2ayx-2byx = -2xy 4ayx = xy = 4ayx = xy = - 4byx= -3xy (÷xy) -2ayx – 2byx =-2xy (2) - 4axy – 4byx = -4xy - 4b = -3 b = −3 4 ay + by =y 4ay= 4y+3y ay + ( −3 4 .y) = y 4ay = 7y (÷y) ay - 3y 4 = y 4a=7 4ay−3y=4y 4 a= 7 4 S= { 7 4 , −3 4 } Logo a função é linear… 147)Dada a transformação linear f: R3 R2 tal que: f(1, 0, 0) = (2, 0), f(0, 1, 0) = (0, 1) e f(0, 0, 1) = (2, -2) i. determinar a matriz canônica de f; )2,3(),,( zyxzyxzyxf 2 2 10 02 )2,2()1,0,0( )1),0(20,1)0(30()1,0,0( )1,0()0,1,0( )0)1(20,0)1(30()0,1,0( )0,2()0,0,1( )0)0(21,0)0(31()0,0,1( f f f f f f ii. calcular f(1, 4, 2); 3.22.41.1 3.2.1. )2,4,1( )2,4,1( vvvw vcvbvaw w f
- 75. 75 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com ),0,0()0,,0()0,0,()2,4,1( )1,0,0()0,1,0()0,0,1()2,4,1( cba cba )0,6()2,4,1( )4,4()4,0()0,2()2,4,1( )2,2(2)1,0(4)0,2(1)2,4,1( 2 4 1 f f f c b a iii. calcular f(x, y, z). cz by ax cbazyx cbazyx vzvyvxw vcvbvaw zyxw zyxf ),0,0()0,,0()0,0,(),,( )1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,( )3()2()1( )3()2()1( ),,( ),,( 148)Uma transformação linear f: R2 R3 é tal que f(-1, 1) = (3, 1, 0) e f(0, 1) = (1, -2, -1) Determinar: i. f(-2, 4) (-2,4) = -2 (-1,1) + [4 (0,1)] f(-2,4) = -2f(-1,1)+ [4f(0,1)] = -2.(3,1,0) + [ 4(1,-2,-1)] = (-6,-2,0) + (4,8,4) = (-2,6,4) ii. f(x, y) (x,y) = x(-1,1) + y (0,1) F(x,y) = xf(-1,1) + yf(0,1) = x(3,1,0) + y(1,-2,-1) = (3x,x,0) + (y,-2y,-y) = (3xy,-2xy,-y) 149)Verificar se a função (transformação) é linear. f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = (y – x, 0) I)f(v + u) = f(x1 + x2, y1 + y2) f(v + u) = [2(x1 + x2) − (y1 + y2), 3(x1 + x2) + 5(y1 + y2)]
- 76. 76 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com f(u + v) = (2x1 + 2x2 − y1 − y2, 3x1 + 3x2 + 5y1 + 5y2) = (2x1 − y1,3x1 + 5y1) + (2x2 − y2, 3x2 + 5y2) = f(x1 + y2 ) + f(x1 + y2) = f(u) + f(v) OK II)f(u) = f(αx1 + αy1) = 2αx1 − αy1, 3αx1 + 5αy1) = α(2x1 − y1, 3x1 + 5y1) = αf(u) OK 150)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que: f(1, 0, 0) = (2, 2), f(0, 1, 0) = (3, 1) e f(0, 0, 1) = (2, 0) i. calcular f(1, 1, 2); (3,4,5) = a1(1,0,0) + a2(0,1,0) + a3(0,0,1) (3,4,5) = (a1, 0,0) + (0, a2, 0) + (0,0,a3) (3,4,5) = (a1, a2, a3) { a1 = 3 a2 = 4 a3 = 5 f(3,4,5) = 3f(v1) + 4f(v2) + 5f(v3) = 3(2,1) + 4(−1,0) + 5(1,−2) = (6,3) + (−4,0)+ (5,−10) = (7, −7) logo f(3,4,5) = (7,−7) ii. calcular f(x, y, z). (x,y, z) = a1(1,0,0) + a2(0,1,0) + a3 (0,0,1) (x,y, z) = (a1, 0,0) + (0, a2, 0) + (0,0,a3) (x,y, z) = (a1, a2, a3) { a1 = 3 a2 = 4 a3 = 5 f(x,y, z) = xf(v1)+ yf(v2) + zf(v3) = x(2,1) + y(−1,0) + z(1,−2) = (2x,x) + (−y, 0) + (z, −2z) = (2x − y + z, x − 2z) logo f(x,y, z, ) = (2x − y + z, x − 2z) 151)Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (-1, 1, 0) e f(0, 1) = (-1, -2, -1) Determinar: i. f(-2, -1) f(−2,−1) = −2.f(−1,1) + (−1)f(0,1) = −2(−1,1,0) + (−1)(−1,−2, −1)
- 77. 77 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = (2, −2,0) + (1,2,1) = (3,0,1) ii. f(x, y) f(x,y) = x.f(−1,1) + y. f(0,1) = x(−1,1,0) + y(−1,−2, −1) = (−x, x,0) + (−y,−2y, −y) = (−x − y, x − 2y, −y) 152)Verificar se a função (transformação) é linear. f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = x y yyxy xyxx yyxxyxyx xyyxyxyx 2 2 22 ,,),( )()(),( Não é uma transformação linear 153)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que: f(1, 0, 0) = (1, 1), f(0, 1, 0) = (3, -2) e f(0, 0, 1) = (1,1) i. determinar a matriz canônica de f; )2,3(),,( zyxzyxzyxf )1,1()0,0,1( )0)0(21,0)0(31()0,0,1( f f )2,3()0,1,0( )0)1(20,0)1(30()0,1,0( f f )1,1()1,00( )1),0(20,1)0(30()1,0,0( f f 1 1 21 31 )2,22(),,( )2,2(),0()0,2(),,( )2,2()1,0()0,2(),,( zyzxzyxf zzyxzyxf zyxzyxf ii. calcular f(1, 1, 0);
- 78. 78 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com )1,4()0,1,1( )0,0()2,3()1,1()0,1,1( )1,1(0)2,3(1)1,1(1)0,1,1( 0 1 1 ),0,0()0,,0()0,0,()0,1,1( )1,0,0()0,1,0()0,0,1()0,1,1( 3.02.11.1 3.2.1. )0,1,1( )0,1,1( f f f c b a cba cba vvvw vcvbvaw w f iii. calcular f(x, y, z). )2,3(),,( ),()2,3(),(),,( )1,1()2,3()1,1(),,( ),0,0()0,,0()0,0,(),,( )1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,( )3()2()1( )3()2()1( ),,( ),,( zyxzyxzyxf zzyyxxzyxf zyxzyxf cz by ax cbazyx cbazyx vzvyvxw vcvbvaw zyxw zyxf 154)Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (0, 1, 0) e f(0, 1) = (-3, 0, -2) Determinar: i. f(-4, -3) (-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 ff = )]2,0,3(3[)0,1,0(4 = )6,0,9()0,4,0( = )6,4,9( ii. (x, y)= )1,0()1,1( yx f(x, y)= )1,0()1,1( yfxf = )2,0,3()0,1,0( yx = )2,0,3()0,,0( yyx
- 79. 79 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = )2,,3( yxy 155)Verificar se a função (transformação) é linear. f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = x y yyxy xyxx yyxxyxyx xyyxyxyx 2 2 22 ,,),( )()(),( Não é uma transformação linear 156)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que: f(1, 0, 0) = (1, 1), f(0, 1, 0) = (3, -2) e f(0, 0, 1) = (1,1) i. determinar a matriz canônica de f; )2,3(),,( zyxzyxzyxf 1 1 21 31 )1,1()1,0,0( )1),0(20,1)0(30()1,0,0( )2,3()0,1,0( )0)1(20,0)1(30()0,1,0( )1,1()0,0,1( )0)0(21,0)0(31()0,0,1( f f f f f f ii. calcular f(1, 1, 0); )1,4()0,1,1( )0,0()2,3()1,1()0,1,1( )1,1(0)2,3(1)1,1(1)0,1,1( 0 1 1 ),0,0()0,,0()0,0,()0,1,1( )1,0,0()0,1,0()0,0,1()0,1,1( 3.02.11.1 3.2.1. )0,1,1( )0,1,1( f f f c b a cba cba vvvw vcvbvaw w f
- 80. 80 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com iii. calcular f(x, y, z). )2,3(),,( ),()2,3(),(),,( )1,1()2,3()1,1(),,( ),0,0()0,,0()0,0,(),,( )1,0,0()0,1,0()0,0,1(),,( )3()2()1( )3()2()1( ),,( ),,( zyxzyxzyxf zzyyxxzyxf zyxzyxf cz by ax cbazyx cbazyx vzvyvxw vcvbvaw zyxw zyxf 157)Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (0, 1, 0) e f(0, 1) = (-3, 0, -2) Determinar: a)f(-4, -3) f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 f(-4, -3)= )]1,0(3[)1,1(4 ff = )]2,0,3(3[)0,1,0(4 = )6,0,9()0,4,0( = )6,4,9( b) f(x, y)= )1,0()1,1( yx f(x, y)= )1,0()1,1( yfxf = )2,0,3()0,1,0( yx = )2,0,3()0,,0( yyx = )2,,3( yxy a. Verificar se a função (transformação) é linear. f : ℝ 2 ℝ 2 , f(x,y) = (3y, -2x, 0) 𝐟( 𝐮 + 𝐯) = 𝐟( 𝐲𝟏 + 𝐲𝟐, 𝐱1 + 𝐱𝟐, 𝟎) = ( 𝟑( 𝐲𝟏 + 𝐲𝟐),−𝟐( 𝐱𝟏 + 𝐱𝟐), 𝟎) = ( 𝟑𝐲𝟏 + 𝟑𝐲𝟐,−𝟐𝐱𝟏 − 𝟐𝐱𝟐, 𝟎) = ( 𝟑𝐲𝟏,−𝟐𝐱𝟏) + ( 𝟑𝐲𝟐,−𝟐𝐱𝟐) = 𝐟( 𝐮)+ 𝐟( 𝐯) 𝐟( 𝛂𝐮) = 𝐟(∝ 𝐲𝟏,∝ 𝐱𝟏)
- 81. 81 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com = ( 𝟑 ∝ 𝐲𝟏,−𝟐 ∝ 𝐱𝟏, ∝ 𝟎) =∝ 𝐟( 𝐮) R: Sim, a função é linear. 158)Dada a transformação linear f: ℝ 3 ℝ 2 tal que: f(1, 0, 0) = (-5, 4), f(0, 1, 0) = (-3, 2) e f(0, 0, 1) = (0,1) i. Determinar a matriz canônica de f; 𝐓 = [ 𝟏 𝟎 𝟎 𝟎 𝟏 𝟎 𝟎 𝟎 𝟏 ] = [ −𝟓 −𝟑 𝟎 𝟒 𝟐 𝟏 ] ii. Calcular f(-1, 1, -4); (−𝟏, 𝟏, −𝟒) = 𝐚( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛( 𝟎, 𝟏, 𝟎)+ 𝐜( 𝟎, 𝟎, 𝟏) { 𝐚 = −𝟏 𝐛 = 𝟏 𝐜 = −𝟒 𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = −𝟏𝐟( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝟏𝐟( 𝟎, 𝟏𝟎, )− 𝟒𝐟( 𝟎, 𝟎, 𝟏) = −𝟏(−𝟓, 𝟒) + 𝟏(−𝟑, 𝟐) − 𝟒( 𝟎, 𝟏) = ( 𝟓,−𝟒) + (−𝟑, 𝟐)+ ( 𝟎,−𝟒) 𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = ( 𝟐,−𝟔) iii. Calcular f(x, y, z). ( 𝐱, 𝐲, 𝐳) = 𝐚( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛( 𝟎, 𝟏, 𝟎)+ 𝐜( 𝟎, 𝟎, 𝟏) { 𝐚 = 𝐱 𝐛 = 𝐲 𝐜 = 𝐳 𝐟( 𝐱, 𝐲, 𝐳) = 𝐚𝐟( 𝟏, 𝟎, 𝟎) + 𝐛𝐟( 𝟎, 𝟏𝟎, )+ 𝐜𝐟( 𝟎, 𝟎, 𝟏) = 𝐚(−𝟓, 𝟒) + 𝐛(−𝟑, 𝟐) + 𝐜( 𝟎, 𝟏) = (−𝟓𝐚, 𝟒𝐚) + (−𝟑𝐛, 𝟐𝐛)+ ( 𝟎, 𝐜) 𝐟(−𝟏, 𝟏, −𝟒) = (−𝟓𝐚− 𝟑𝐛, 𝟒𝐚 + 𝟐𝐛 + 𝐜) b. Uma transformação linear f: ℝ 2 ℝ 3 é tal que f(-1, 1) = (0, 1, -2) e f(0, 1) = (-3, 0, 1) Determinar: i. f(2, -3) (2, −3) = a(−1,1) + b(0,1) = (−a,a) + (0, b) = (−a,a + b) { −𝐚 = 𝟐 𝐚 + 𝐛 = −𝟑 𝐚 = −𝟐 −𝟐 + 𝐛 = −𝟑 𝐛 = −𝟏
- 82. 82 Professor Mestre MatusalémVieira Martins Visite o meu site www.professormatusalem.com 𝐟( 𝟐,−𝟑) = −𝟐𝐟(−𝟏, 𝟏) − 𝟏( 𝟎, 𝟏) 𝐟( 𝟐,−𝟑) = −𝟐( 𝟎, 𝟏,−𝟐) − 𝟏(−𝟑, 𝟎, 𝟏) 𝐟( 𝟐,−𝟑) = ( 𝟎,−𝟐, 𝟒) + ( 𝟑, 𝟎, −𝟏) 𝐟( 𝟐,−𝟑) = (𝟑,−𝟐, 𝟑) ii. f(x, y) ( 𝐱, 𝐲) = 𝐚(−𝟏, 𝟏) + 𝐛( 𝟎, 𝟏) = (−𝐚, 𝐚) + ( 𝟎, 𝐛) = (−𝐚, 𝐚 + 𝐛) { −a = x a + b = y 𝐚 = −𝐱 −𝐱 + 𝐛 = 𝐲 𝐛 = 𝐲 + 𝐱 𝐟( 𝐱, 𝐲) = −𝐱𝐟(−𝟏, 𝟏) + (𝐲 + 𝐱)( 𝟎, 𝟏) 𝐟(x,y) = −x(0,1,−2) + (y + x)(−3,0,1) f(2, −3) = (0,−x, 2x) + (−3y − 3x,0, y + x) f(2, −3) = (−3y − 3x, −x, y + 3x)