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GABARITO DAS AUTO ATIVIDADES – UNIDADE 3 TÓPICO 2 QUESTÃO 1: Escreva as transformações lineares 𝑇𝐴, 𝑇𝐵, 𝑇𝐶 , 𝑇𝐷, determinadas, respectivamente, pelas matrizes: a) 𝐴 = [ −1 0 −3 −1 0 1 ] RESPOSTA: Cada linha da matriz, representa uma coordenada do elemento de transformação e as colunas o domínio, então é uma transformação 𝑇:ℝ2 → ℝ3 𝑇(𝑥, 𝑦) = (−𝑥, −3𝑥 − 𝑦, 𝑦) _____________________________________________________________________________________________________________________ b) 𝐵 = [ 1 3 −2 2 0 −1 0 1 −1 ] RESPOSTA: É uma transformação 𝑇:ℝ3 → ℝ3 𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑥 + 3𝑦 − 2𝑧, 2𝑥 − 𝑧, 𝑦 − 𝑧) _____________________________________________________________________________________________________________________ c) 𝐶 = [0 −2 3 1] RESPOSTA: É uma transformação 𝑇:ℝ4 → ℝ 𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤) = (−2𝑦 + 3𝑧 + 𝑤) _____________________________________________________________________________________________________________________ d) 𝐷 = [ 2 1 −1 ] RESPOSTA: É uma transformação 𝑇:ℝ → ℝ3 𝑇(𝑥) = (2𝑥, 𝑥 , −𝑥) _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 2: Considere a transformação linear 𝑇:ℝ² → ℝ² definida por 𝑇(𝑥, 𝑦) = (2𝑥 + 𝑦, 𝑥 + 2𝑦). Determine a matriz de transformação linear com relação à base canônica de ℝ². RESPOSTA: Como 𝑇:ℝ² → ℝ², tomaremos 𝛼 = [(1,0), (0,1)] e 𝛽 = [(1,0), (0,1)] Partindo do domínio: 𝑇(1, 0) = (2 ∙ 1 + 0, 1 + 2 ∙ 0) = (2, 1) 𝑇(0, 1) = (2 ∙ 0 + 1, 0 + 2 ∙ 1) = (1, 2) Agora escrevemos os resultados encontrados como combinação linear dos vetores de 𝛽. (2, 1) = 𝑎 ∙ (1, 0) + 𝑏 ∙ (0, 1) ⟹ (2, 1) = (𝑎, 𝑏) ⟹ 𝑎 = 2 e 𝑏 = 1 (1, 2) = 𝑐 ∙ (1, 0) + 𝑑 ∙ (0, 1) ⟹ (1, 2) = (𝑐, 𝑑) ⟹ 𝑐 = 1 e 𝑑 = 2 Assim sendo: [𝑇]𝛽 𝛼 = [ 2 1 1 2 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 3: Com relação ao exercício anterior, transforme os vetores, por meio da matriz encontrada. a) 𝑣1 = (2,−1) RESPOSTA: Para transformar os vetores, basta realizar a multiplicação pela matriz de transformação. Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣1 = (2,−1) ⟹ 𝑣1 = [ 2 −1 ] ∝ [ 2 1 1 2 ] ∙ [ 2 −1 ] = [ 2 ∙ 2 + 1 ∙ (−1) 1 ∙ 2 + 2 ∙ (−1) ] = [ 3 0 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ b) 𝑣2 = (0,−3) RESPOSTA: Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣2 = (0, 3) ⟹ 𝑣2 = [ 0 3 ] ∝ [ 2 1 1 2 ] ∙ [ 0 3 ] = [ 2 ∙ 0 + 1 ∙ 3 1 ∙ 0 + 2 ∙ 3 ] = [ 3 6 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ c) 𝑣3 = (−1,−2) RESPOSTA: Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣3 = (−1,−2) ⟹ 𝑣3 = [ −1 −2 ] ∝ [ 2 1 1 2 ] ∙ [ −1 −2 ] = [ 2 ∙ (−1) + 1 ∙ (−2) 1 ∙ (−1) + 2 ∙ (−2) ] = [ −4 −5 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 4: Considere a transformação linear 𝑇:ℝ³ → ℝ³definida por 𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑥 + 𝑦, 𝑥 + 𝑧, 𝑦 + 𝑧). Determine a matriz de transformação linear com relação à base canônica de ℝ³. RESPOSTA: Escolhemos 𝛼 = [(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)] e 𝛽 = [(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)]. Partindo do domínio 𝛼 𝑇(1, 0, 0) = (1 + 0, 1 + 0, 0 + 0) = (1, 1, 0) 𝑇(0, 1, 0) = (0 + 1, 0 + 0, 1 + 0) = (1, 0, 1) 𝑇(0, 0, 1) = (0 + 1, 0 + 1, 0 + 1) = (0, 1, 1) Montando a combinação linear: (1,1,0) = 𝑎 ∙ (1,0,0) + 𝑏 ∙ (0,1,0) + 𝑐 ∙ (0,0,1) ⟹ (1,1,0) = (𝑎, 𝑏, 𝑐) ⟹ 𝑎 = 1, 𝑏 = 1 e 𝑐 = 0 (1, 0, 1) = 𝑒 ∙ (1, 0, 0) + 𝑓 ∙ (0, 1, 0) + 𝑔 ∙ (0, 0, 1) ⟹ (1, 0, 1) = (𝑒, 𝑓, 𝑔) ⟹ 𝑒 = 1, 𝑓 = 0 e 𝑔 = 1 (0, 1, 1) = ℎ ∙ (1, 0, 0) + 𝑖 ∙ (0, 1, 0) + 𝑗 ∙ (0, 0, 1) ⟹ (0, 1, 1) = (ℎ, 𝑖, 𝑗) ⟹ ℎ = 0, 𝑖 = 1 e 𝑗 = 1 Assim sendo: [𝑇]𝛽 𝛼 = [ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 5: Com relação ao exercício anterior, transforme os vetores, por meio da matriz encontrada. a) 𝑣1 = (−2,−1,0) RESPOSTA: Para transformar os vetores, basta realizar a multiplicação pela matriz de transformação. Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣1 = (−2,−1,0) ⟹ 𝑣1 = [ 2 −1 0 ] ∝ [ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 ] ∙ [ −2 −1 0 ] = [ 1 ∙ (−2) + 1 ∙ (−1) + 0 ∙ 0 1 ∙ (−2) + 0 ∙ (−1) + 1 ∙ 0 0 ∙ (−2) + 1 ∙ (−1) + 1 ∙ 0 ] = [ −3 −2 −1 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ b) 𝑣2 = (1,1, −4) RESPOSTA: Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣2 = (1,1, −4) ⟹ 𝑣1 = [ 1 1 −4 ] ∝ [ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 ] ∙ [ 1 1 −4 ] = [ 1 ∙ 1 + 1 ∙ 1 + 0 ∙ (−4) 1 ∙ 1 + 0 ∙ 1 + 1 ∙ (−4) 0 ∙ 1 + 1 ∙ 1 + 1 ∙ (−4) ] = [ 2 −3 −3 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ c) 𝑣3 = (−1,2, −1) RESPOSTA: Vamos escrever o vetor na forma matricial e aplicar a transformação: 𝑣3 = (−1,2,−1) ⟹ 𝑣1 = [ −1 2 −1 ] ∝ [ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 ] ∙ [ −1 2 −1 ] = [ 1 ∙ (−1) + 1 ∙ 2 + 0 ∙ (−1) 1 ∙ (−1) + 0 ∙ 2 + 1 ∙ (−1) 0 ∙ (−1) + 1 ∙ 2 + 1 ∙ (−1) ] = [ 1 −2 1 ] 𝛽 _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 6: Seja 𝑇:ℝ³ → ℝ² definida por 𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧) = (𝑥 + 𝑦, 𝑥 + 𝑦 − 𝑧). a) Calcule a matriz que representa 𝑇 na base canônica. RESPOSTA: Escolhendo 𝛼 = [(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)] 𝑒 𝛽 = [(1, 0), (0, 1)] 𝑇(1, 0, 0) = (1 + 0, 1 + 0 + 0) = (1, 1) 𝑇(0, 1, 0) = (0 + 1, 0 + 1 − 0) = (1, 1) 𝑇(0, 0, 1) = (0 + 0, 0 + 0 − 1) = (0,−1) Realizando a combinação linear: (1, 1) = 𝑎 ∙ (1,0) + 𝑏 ∙ (0,1) ⟹ (1, 1) = (𝑎, 𝑏) → 𝑎 = 1 𝑒 𝑏 = 1 (1, 1) = 𝑐 ∙ (1,0) + 𝑑 ∙ (0,1) ⟹ (1, 1) = (𝑐, 𝑑) → 𝑐 = 1 𝑒 𝑑 = 1 (0, −1) = 𝑒 ∙ (1,0) + 𝑓 ∙ (0,1) ⟹ (0,−1) = (𝑒, 𝑓) → 𝑒 = 0 𝑒 𝑓 = −1 Logo: [𝑇]𝛽 𝛼 = [ 1 1 0 1 1 −1 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Calcule o núcleo da transformação. T é injetiva? RESPOSTA: Para ser núcleo, devemos ter que { 𝑥 + 𝑦 = 0 𝑥 + 𝑦 − 𝑧 = 0 Onde facilmente descobrimos que a única possibilidade é 𝑥 = 𝑦 = 𝑧 = 0. Como 𝑁(𝑇) = {(0, 0, 0)}, sabemos que 𝑇 é injetiva. _____________________________________________________________________________________________________________________ c) Calcule a imagem da transformação. T é sobrejetiva? RESPOSTA: 𝐼𝑚(𝑇) = (𝑥 + 𝑦, 𝑥 + 𝑦 − 𝑧) = (𝑥, 𝑥) + (𝑦, 𝑦) + (0,−𝑧) 𝐼𝑚(𝑇) = 𝑥 ∙ (1, 1) + 𝑦 ∙ (1, 1) + 𝑧 ∙ (0, −1) Logo Im(T) = [(1,1), (0, −1)], pois o vetor (1, 1) não pode repetir. Como [(1, 1), (0, −1)] é uma base de ℝ2, 𝑇 é sobrejetiva. _____________________________________________________________________________________________________________________ d) T é bijetiva? RESPOSTA: Como a transformação 𝑇 é injetiva e sobrejetiva, temos que também é bijetiva. _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 7: Esboce a imagem do vetor 𝑣 = (2, 1), através de: a) Reflexão em torno do eixo x. RESPOSTA: Transformação de Reflexão sobre X. 𝑇(𝑥, 𝑦) = (𝑥,−𝑦) ⟹ 𝑇 = [ 1 0 0 −1 ] Logo: [ 1 0 0 −1 ] ∙ [ 2 1 ] = [ 1 ∙ 2 + 0 ∙ 1 0 ∙ 2 + (−1) ∙ 1 ] = [ 2 −1 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Reflexão em torno do eixo y. RESPOSTA: Transformação de Reflexão sobre y. 𝑇(𝑥, 𝑦) = (−𝑥, 𝑦) ⟹ 𝑇= [ −1 0 0 1 ] Logo: [ −1 0 0 1 ] ∙ [ 2 1 ] = [ (−1) ∙ 2 + 0 ∙ 1 0 ∙ 2 + 1 ∙ 1 ] = [ −2 1 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 8: Esboce a projeção do vetor 𝑣 = (2, 4) a) Sobre o eixo X: RESPOSTA: Sobre o eixo 𝑥: 𝑇(𝑥, 0) = (𝑥, 0) ⟹ 𝑇 = [ 1 0 0 0 ] Logo: [ 1 0 0 0 ] ∙ [ 2 4 ] = [ 1 ∙ 2 + 0 ∙ 4 0 ∙ 2 + 0 ∙ 4 ] = [ 2 0 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Sobre o eixo Y: RESPOSTA: Sobre o eixo y: 𝑇(0, 𝑦) = (0, 𝑦) ⟹ 𝑇 = [ 0 0 0 1 ] Logo: [ 0 0 0 1 ] ∙ [ 2 4 ] = [ 0 ∙ 2 + 0 ∙ 4 0 ∙ 2 + 1 ∙ 4 ] = [ 0 4 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 9: Esboce a imagem do vetor 𝑣 = (6, 3), através de: a) Contração de fator 1/2 na direção 𝑥. RESPOSTA: Contração de fator 1/2 na direção de 𝑥. 𝑇(𝑥, 𝑦) = ( 1 2 ∙ 𝑥, 𝑦) ⟹ 𝑇 = [ 1 2⁄ 0 0 1 ] Logo: 𝑇 = [ 1 2⁄ 0 0 1 ] ∙ [ 6 3 ] = [ 1 2⁄ ∙ 6 + 0 ∙ 3 0 ∙ 6 + 1 ∙ 3 ] = [ 3 3 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Dilatação de fator 2 na direção 𝑥. RESPOSTA: 𝑇(𝑥, 𝑦) = (2 ∙ 𝑥, 𝑦) → 𝑇 = [ 2 0 0 1 ] Logo: [ 2 0 0 1 ] ∙ [ 6 3 ] = [ 2 ∙ 6 + 0 ∙ 3 0 ∙ 6 + 1 ∙ 3 ] = [ 12 3 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ c) Contração de fator 1/3 na direção 𝑦. RESPOSTA: 𝑇(𝑥, 𝑦) = (𝑥, 1 3 ∙ 𝑦) → 𝑇 = [ 1 0 0 1 3⁄ ] Logo: [ 1 0 0 1 3⁄ ] ∙ [ 6 3 ] = [ 1 ∙ 6 + 0 ∙ 3 0 ∙ 6 + 1 3⁄ ∙ 3 ] = [ 6 1 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ d) Dilatação de fator 3 na direção 𝑦. RESPOSTA: 𝑇(𝑥, 𝑦) = (𝑥, 3 ∙ 𝑦) → 𝑇 = [ 1 0 0 3 ] Logo: [ 1 0 0 3 ] ∙ [ 6 3 ] = [ 1 ∙ 6 + 0 ∙ 3 0 ∙ 6 + 3 ∙ 3 ] = [ 6 9 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 10: Esboce a imagem do retângulo de vértices 𝐴(0, 0), 𝐵(6, 0), 𝐶(6, 3) e 𝐷(0, 3), através de: a) Contração de fator 1/3 na direção 𝑥. RESPOSTA: b) Dilatação de fator 2 na direção 𝑥. RESPOSTA: _____________________________________________________________________________________________________________________ c) Contração de fator 1/2 na direção 𝑦. RESPOSTA: _____________________________________________________________________________________________________________________ d) Dilatação de fator 3 na direção 𝑦. RESPOSTA: _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 11: Determine a matriz que gera um ponto do plano em torno da origem um ângulo de: a) 450 RESPOSTA: Basta substituir o ângulo na matriz de rotação: 𝑇 = [ cos 45° −𝑠𝑒𝑛 45° 𝑠𝑒𝑛 45° cos 45° ] = [ √2 2 − √2 2 √2 2 √2 2 ] b) −60° RESPOSTA: Basta substituir o ângulo na matriz de rotação: T = [ cos (−60°) −𝑠𝑒𝑛 (−60°) 𝑠𝑒𝑛 (−60°) cos(−60°) ] = [ 1 2 − √3 2 − √3 2 1 2 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 12: Esboce a imagem do vetor: a) 𝑣 = (2, 4) através de uma rotação de 900. RESPOSTA: Matriz: 𝑇 = [ cos 90° −𝑠𝑒𝑛 90° 𝑠𝑒𝑛 90° cos 90° ] = [ 0 −1 1 0 ] Efetuando a rotação: [ 0 −1 1 0 ] ∙ [ 2 4 ] = [ 0 ∙ 2 + (−1) ∙ 4 1 ∙ 2 + 0 ∙ 4 ] = [ −4 2 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) 𝑣 = (3, √3) através de uma rotação de – 30°. RESPOSTA: Matriz: T = [ cos (−30°) −𝑠𝑒𝑛 (−30°) 𝑠𝑒𝑛 (−30°) cos(30°) ] = [ √3 2 1 2 − 1 2 √3 2 ] Efetuando a rotação: [ √3 2 1 2 − 1 2 √3 2 ] ∙ [ 3 √3 ] = [ 3. √3 2 + √3 2 − 3 2 + √3² 2 ] = [2√3 0 ] _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 13: Sejam 𝛽 = {(4,2), (−2,2)} e 𝛼 = {(1,0), (0,1)} (base canônica do ℝ²). a) Determine a matriz de mudança de base [𝐼]𝛼 𝛽 . RESPOSTA: Sentido 𝛽 → 𝛼 Vamos escrever os vetores de 𝛼 como combinação dos vetores de 𝛽: (1,0) = 𝑎 ∙ (4, 2) + 𝑏 ∙ (−2, 2) ⟹ (1, 0) = (4𝑎, 2𝑎) + (−2𝑏, 2𝑏) ⟹ (1,0) = (4𝑎 − 2𝑏, 2𝑎 + 2𝑏) Segue o sistema { 4𝑎 − 2𝑏 = 1 2𝑎 + 2𝑏 = 0 ⟹ 𝑎 = 1 6 e 𝑏 = − 1 6 . (0, 1) = 𝑐 ∙ (4, 2) + 𝑑 ∙ (−2, 2) ⟹ (0, 1) = (4𝑐, 2𝑐) + (−2𝑑, 2𝑑) ⟹ (0, 1) = (4𝑐 − 2𝑑, 2𝑐 + 2𝑑) Segue o sistema { 4𝑐 − 2𝑑 = 0 2𝑐 + 2𝑑 = 1 ⟹ 𝑐 = 1 6 e 𝑑 = 1 3 . Assim temos: [I]𝛽 𝛼 = [ 1 6⁄ − 1 6⁄ 1 6⁄ 1 3⁄ ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Transforme o vetor 𝑢 = (1,−3), da base 𝛽 para a base 𝛼. RESPOSTA: Para realizar a mudança de base, basta multiplicar o vetor pela matriz 𝑢𝛽 = (1,−3) → [ 1 6⁄ − 1 6⁄ 1 6⁄ 1 3⁄ ] ∙ [ 1 −3 ] = [ 1 6⁄ ∙ 1 − 1 6⁄ ∙ (−3) 1 6⁄ ∙ 1 + 1 3⁄ ∙ (−3) ] = [ 1 6⁄ + 3 6⁄ 1 6⁄ − 1 ] = [ 2 3⁄ −5 6⁄ ] = [𝑢]𝛼 _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 14: Considere ℝ³ com as operações usuais. Tomemos duas de suas bases, são elas: 𝛼 = {(3, 0, 3), (3, 6, 3), (0, 0, 3)} e 𝛽 = {(1, 1, 1); (1, 0, 1), (1, 1, 0)}. a) Obtenha a matriz de mudança de base de 𝛼 para 𝛽. RESPOSTA: (1, 1, 1) = 𝑎 ∙ (3, 0, 3) + 𝑏 ∙ (3, 6, 3) + 𝑐 ∙ (0, 0, 3) (1, 1, 1) = (3𝑎, 0, 3𝑎) + (3𝑏, 6𝑏, 3𝑏) + (0, 0, 3𝑐) (1, 1, 1) = (3𝑎 + 3𝑏, 6𝑏, 3𝑎 + 3𝑏 + 3𝑐) Segue o sistema { 3𝑎 + 3𝑏 = 1 6𝑏 = 1 3𝑎 + 3𝑏 + 3𝑐 = 1 6𝑏 = 1 𝑏 = 1 6 3𝑎 + 3𝑏 = 1 3𝑎 + 3 ∙ 1 6 = 1 3𝑎 = 1 − 1 2 3𝑎 = 1 2 𝑎 = 1 6 3𝑎 + 3𝑏 + 3𝑐 = 1 3 ∙ 1 6 + 3 ∙ 1 6 + 3𝑐 = 1 1 2 + 1 2 + 3𝑐 = 1 1 + 3𝑐 = 1 3𝑐 = 0 𝑐 = 0 (1, 0, 1) = 𝑑 ∙ (3, 0, 3) + 𝑒 ∙ (3, 6, 3) + 𝑓 ∙ (0, 0, 3) (1, 0, 1) = (3𝑑, 0, 3𝑑) + (3𝑒, 6𝑒, 3𝑒) + (0, 0, 3𝑓) (1, 0, 1) = (3𝑑 + 3𝑒, 6𝑒, 3𝑑 + 3𝑒 + 3𝑓) Segue o sistema { 3𝑑 + 3𝑒 = 1 6𝑒 = 0 3𝑑 + 3𝑒 + 3𝑓 = 1 6𝑒 = 0 𝑒 = 0 3𝑑 + 3𝑒 = 1 3𝑑 + 3 ∙ 0 = 1 𝑑 = 1 3 3𝑑 + 3𝑒 + 3𝑓 = 1 3 ∙ 1 3 + 3 ∙ 0 + 3𝑓 = 1 1 + 3𝑓 = 1 3𝑓 = 0 𝑓 = 0 (1, 1, 0) = 𝑔 ∙ (3, 0, 3) + ℎ ∙ (3, 6, 3) + 𝑖 ∙ (0, 0, 3) (1, 1, 0) = (3𝑔, 0, 3𝑔) + (3ℎ, 6ℎ, 3ℎ) + (0, 0, 3𝑖) (1, 1, 0) = (3𝑔 + 3ℎ, 6ℎ, 3𝑔 + 3ℎ + 3𝑖) Segue o sistema { 3𝑔 + 3ℎ = 1 6ℎ = 1 3𝑔 + 3ℎ + 3𝑖 = 0 6ℎ = 1 ℎ = 1 6 3𝑔 + 3ℎ = 1 3𝑔 + 3 ∙ 1 6 = 1 3𝑔 = 1 − 1 2 𝑔 = 1 6 3𝑔 + 3ℎ + 3𝑖 = 0 3 ∙ 1 6 + 3 ∙ 1 6 + 3𝑖 = 0 1 2 + 1 2 + 3𝑖 = 0 3𝑖 = −1 𝑖 = − 1 3 Assim sendo, [I]𝛽 𝛼 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 𝑓 𝑔 ℎ 𝑖 ] = [ 1 6⁄ 1 6⁄ 0 1 3⁄ 0 0 1 6⁄ 1 6⁄ − 1 3⁄ ] _____________________________________________________________________________________________________________________ b) Calcule as coordenadas do vetor 𝑢 = (−2, 1, 0) na base 𝛽. RESPOSTA: [ 1 6⁄ 1 6⁄ 0 1 3⁄ 0 0 1 6⁄ 1 6⁄ − 1 3⁄ ] ∙ [ −2 1 0 ] = [ 1 6⁄ ∙ (−2) 1 6⁄ ∙ 1 0 ∙ 0 1 3⁄ ∙ (−2) 0 ∙ 1 0 ∙ 1 1 6⁄ ∙ (−2) 1 6⁄ ∙ 1 (− 1 3⁄ ) ∙ 0] = [ − 1 6⁄ − 2 3⁄ − 1 6⁄ ] = [𝑢]𝛼 _____________________________________________________________________________________________________________________ QUESTÃO 15: Sabendo que 𝐴 = {(1, 2), (−3,−5)} e 𝐵 = {(1, 1), (1, 0)} são base do ℝ2, determine: a) 𝑣𝐵 , sabendo que 𝑣𝐴 = (−1, 1) RESPOSTA: 𝐵 → 𝐴 (1, 2) = 𝑎 ∙ (1, 1) + 𝑏 ∙ (1, 0) ⟹ (1, 2) = (𝑎, 𝑎)+ (𝑏, 0) ⟹ (1, 2) = (𝑎 + 𝑏, 𝑎) Segue o sistema { 𝑎 + 𝑏 = 1 𝑎 = 2 ⟹ 𝑎 = 2 e 𝑏 = −1 (−3,−5) = 𝑐 ∙ (1,1) + 𝑑 ∙ (1,0) ⟹ (−3,−5) = (𝑐, 𝑐) + (𝑑, 0) ⟹ (−3,−5) = (𝑐 + 𝑑, 𝑐) Segue o sistema { 𝑐 + 𝑑 = −3 𝑐 = −5 ⟹ 𝑐 = −5 e 𝑑 = 2 Logo, a matriz [𝐼]𝐴 𝐵 = [ 2 −1 −5 2 ] Realizando a transformação: [ 2 1 −5 2 ] ∙ [ −1 1 ] = [ 2 ∙ (−1) + 1 ∙ 1 (−5) ∙ (−1) + 2 ∙ 1 ] = [ −1 7 ] 𝐴 _____________________________________________________________________________________________________________________ b) 𝑣𝐴, sabendo que 𝑣𝐵 = (2,−1) RESPOSTA: 𝐴 → 𝐵 (1, 1) = 𝑎 ∙ (1, 2) + 𝑏 ∙ (−3,−5) ⟹ (1, 1) = (𝑎, 2𝑎) + (−3𝑏, 0 − 5𝑏) ⟹ (1, 1) = (𝑎 − 3𝑏, 2𝑎 − 5𝑏) Segue o sistema { 𝑎 − 3𝑏 = 1 2𝑎 − 5𝑏 = 1 ⟹ 𝑎 = −2 e 𝑏 = −1 Isolando a variável 𝑎 na primeira equação: 𝑎 = 1 + 3𝑏 (III) Substituindo (III) na segunda equação: 2(1 + 3𝑏) − 5𝑏 = 1 2 + 6𝑏 − 5𝑏 = 1 ⟹ 𝑏 = −1 Substituindo o valor encontrado para 𝑏 na equação (III): 𝑎 = 1 + 3(−1) 𝑎 = 1 − 3 𝑎 = −2 (1, 0) = 𝑐 ∙ (1, 2) + 𝑑 ∙ (−3,−5) ⟹ (1, 0) = (𝑐, 2𝑐) + (−d, 0 − 5𝑑) ⟹ (1, 0) = (𝑐 − 3𝑑, 2𝑐 − 5𝑑) Segue o sistema { 𝑐 − 3𝑑 = 1 2𝑐 − 5𝑑 = 0 ⟹ 𝑐 = −5 e 𝑑 = −2 Isolando a variável 𝑐 na primeira equação: 𝑐 = 1 + 3𝑑 (III) Substituindo (III) na segunda equação: 2(1 + 3𝑑) − 5𝑑 = 0 2 + 6𝑑 − 5𝑑 = 0 ⟹ 𝑑 = −2 Substituindo o valor encontrado para 𝑑 na equação (III): 𝑐 = 1 + 3(−2) 𝑐 = 1 − 6 𝑐 = −5 Logo, a matriz [𝐼]𝐵 𝐴 = [ −2 −1 −5 −2 ] Realizando a transformação: [ −2 −1 −5 −2 ] ∙ [ 2 −1 ] = [ −2 ∙ 2 + (−1) ∙ (−1) (−5) ∙ 2 + (−2) ∙ (−1) ] = [ −3 −8 ]
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