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UFRJ Instituto de Matemática Disciplina: Álgebra Linear II Professor: Anne, Bruno, Luiz Carlos, Milton, Mo- nique e Umberto Data: 31 de outubro de 2012 Primeira Prova 1. Seja A = 2 1 0 1 1 0 1 1 1 A soma dos elementos da diagonal da matriz inversa é: (a) 2 (b) 5 (c) 4 (d) 3 (e) Não sei. 2. A projeção ortogonal do vetor (1, 2) sobre a reta cuja direção é dada pelo vetor (2, 1) é: (a) ( 8 5 , 4 5 ) (b) ( 4 3 , 2 3 ) (c) ( √ 5 5 , 2 √ 5 5 ) (d) ( 2 √ 5 5 , √ 5 5 ) (e) Não sei. 3. Considere o seguinte sistema linear: x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 = 33 x2 − x3 + x4 − 179x5 + 23x6 = −1 x3 + 179x4 = 6 27x4 − x5 + x6 = 0 −x5 + 20x6 = 198 −5x6 = 79. Assinale a alternativa correta: (a) O vetor nulo é solução do sistema. (b) O sistema possui infinitas soluções. (c) O sistema possui solução única. (d) O sistema não possui solução. (e) Não sei. 4. Seja P4 o espaço dos polinômios de grau menor ou igual a 4. A dimensão de P4 é: (a) 4 (b) 6 (c) 5 (d) 7 (e) Não sei. 5. O sistema linear representado pela matriz aumentada 2 2 1 1 3 3 2 1 1 2 1 −1 4 5 3 0 possui solução única. A soma dos componentes do vetor solução é: (a) 1 (b) 2 (c) −1 (d) 0 (e) Não sei. 6. Seja T uma transformação linear de Rn em Rm. As- sinale a afirmativa Falsa: (a) Se m > n, T pode ser sobrejetiva. (b) Se m = n, T pode ser bijetiva. (c) Se m < n, T nunca é injetiva. (d) Se m 6= n, T pode ser injetiva. (e) Não sei. 7. Seja T : R2 → R3 uma transformação linear. Sabendo que T (2, 0) = (0, 0, 4) e T (1, 2) = (0, 0, 4) assinale a afirmativa FALSA: (a) T (3, 2) = (0, 0, 4). (b) T não é injetiva. (c) T (x, y) = (0, 0, 2x+ y), para todo (x, y) ∈ R2. (d) T não é sobrejetiva. (e) Não sei. 8. Assinale a afirmativa Verdadeira: (a) A união de dois conjuntos linearmente indepen- dentes é linearmente independente. (b) Todo subconjunto de um conjunto linearmente dependente é linearmente dependente. (c) Todo subconjunto de um conjunto linearmente independente é linearmente independente. (d) A interseção de dois conjuntos linearmente inde- pendentes pode ser linearmente dependente. (e) Não sei. 9. Seja A uma matriz 4 × 4 tal que sua inversa é dada por 2 0 1 −1 0 2 5 −2 1 −1 2 −3 0 0 1 0 Então, a única solução do sistema linear Ax = b, onde b = (0, 1,−1, 0), é dada por (a) x = (−3,−1, 0, 2) (b) x = (0, 0, 0, 0) (c) x = (−1,−3,−3,−1) (d) x = (0, 1,−1, 0) (e) Não sei. Nome: Teste 418, pág. 1 10. Quantas colunas linearmente independentes tem a matriz A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 5 7 9 11 13 15 17 19 5 8 11 14 17 20 23 26 29 (a) 2 (b) 5 (c) 3 (d) 4 (e) Não sei. 11. Considere a transformação linear T : R3 → R5 defi- nida por T (x, y, z) = (x,−y+ z, 2x, z, z+ y). A única matriz A que representa essa transformação, ou seja, tal que T (~v) = A~v, é dada por (a) 1 0 2 0 0 0 −1 0 0 1 0 1 0 1 1 . (b) 1 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 . (c) 1 −1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 . (d) 1 0 0 0 −1 1 2 0 0 0 0 1 0 1 1 . (e) Não sei. 12. Considere o seguinte sistema linear: x1 − 3x2 + 3x3 = 0 −3x1 + 5x2 − x3 = 0 x1 − 2x2 + x3 = 0 A dimensão do conjunto solução desse sistema linear é: (a) 0 (b) 2 (c) 3 (d) 1 (e) Não sei. 13. Sejam ~v e ~w tais que ~v 6= ~w e ~v 6= ~0. Assinale a afirmativa FALSA: (a) O conjunto {~v, ~w} é sempre linearmente inde- pendente. (b) O conjunto de vetores {~v, ~w,~v + ~w} é sempre linearmente dependente. (c) O conjunto {~0} é linearmente dependente. (d) O conjunto {~v} é sempre linearmente indepen- dente. (e) Não sei. 14. Seja T : R4 → R5 uma transformação linear injetiva. Pode-se afirmar que a dimensão de ImT é igual a: (a) 4 (b) 1 (c) 0 (d) 5 (e) Não sei. 15. Seja T : R2 → R2 a transformação linear definida por T (x, y) = (2x, 3y). Pode-se afirmar que: (a) A inversa de T existe e é dada por T−1(x, y) = (−2x,−3y). (b) A inversa de T existe e é dada por T−1(x, y) = (x/2, y/3). (c) T não possui inversa. (d) A inversa de T existe e é dada por T−1(x, y) = (3x, 2y). (e) Não sei. 16. Seja V o espaço gerado pelos vetores ~v1, ~v2, ~v3 e ~v um elemento qualquer de V . Assinale a afirmativa VERDADEIRA: (a) O conjunto {~v1, ~v2, ~v3, ~v} não é um conjunto ge- rador de V . (b) Existe a, b, c ∈ R tal que ~v = a~v1 + b~v2 + c~v3. (c) O conjunto {~v1, ~v2} não pode gerar V . (d) O conjunto {~v1, ~v2, ~v3} é uma base de V . (e) Não sei. Nome: Teste 418, pág. 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Matemática Disciplina: Álgebra Linear II Professor: Anne, Bruno, Luiz Carlos, Milton, Mo- nique e Umberto Data: 26 de novembro de 2012 Segunda Prova 1. Supondo que A e B são matrizes e a multiplicação é possível, assinale a alternativa FALSA: (a) Se a primeira e terceira linha de A são iguais então a primeira e terceira linha deAB são iguais (b) Se A e B são matrizes triângulares inferiores o produto AB é uma matriz triângular inferior (c) Se a primeira e terceira coluna de B são iguais então a primeira e terceira coluna de AB são iguais (d) Se a primeira e terceira linha de B são iguais então a primeira e terceira linha deAB são iguais (e) Não sei. 2. Seja A uma matriz quadrada. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) Se os autovalores de A são diferentes de zero, então A é sobrejetiva (b) Se os coeficientes de A são diferentes de zero, então os autovalores de A são diferentes de zero (c) Se os coeficientes de A são diferentes de zero, então A é injetiva (d) Se os autovalores de A são diferentes de zero, então os coeficientes de A são diferentes de zero (e) Não sei. 3. Seja A uma matriz n × n. Assinale a alternativa FALSA: (a) det(3A) = 3n detA (b) det(AT ) = det(A) (c) Se as linhas da matriz A são linearmente depen- dentes então det(A) = 0 (d) det(A+B) = det(A) + det(B) (e) Não sei. 4. Os autovalores da matriz [ 3 −2 4 −3 ] são: (a) 3 e − 1 3 (b) 3 e −1 (c) 1 e − 1 3 (d) 1 e −1 (e) Não sei. 5. Seja A uma matriz 2x2. Assinale a alternativa VER- DADEIRA: (a) A pode ter apenas um autovetor (b) A sempre possui dois autovetores linearmente in- dependentes (c) A sempre possui dois autovetores (d) A pode não ter autovetores (e) Não sei. 6. Seja A uma matrix 2 × 2. Assinale a alternativa FALSA: (a) A pode não possuir autovetores (b) Se detA < 0 então os autovalores de A podem ser 0 e 2 (c) A pode ter apenas o autovalor 1 e não ser a ma- triz identidade (d) Se detA = 0 então 0 é autovalor (e) Não sei. 7. Os autovalores da matriz [ 1 1 −2 4 ] são: (a) −3 e 2 (b) 1 e 2 (c) 2 e 3 (d) −1 e 2 (e) Não sei. 8. Determine o valor de c para que o sistema linear Ax = b, A = 1 1 24 6 −2 5 7 0 e b = 210 c tenha solução (a) −8 (b) 7 (c) −3 (d) 12 (e) Não sei. 9. Considere A = 1 0 02 0 0 1 3 0 e2 = 01 0 . Marque a alternativa VERDADEIRA: (a) A possui três autovalores distintos (b) A é invertível (c) O núcleo de A tem dimensão 2 (d) O sistema Ax = e2 não possui solução (e) Não sei. Nome: Teste 403, pág. 1 10. Assinale a alternativa FALSA: (a) Seja A uma matriz 8x10 e o núcleo de A um espaço de dimensão 2. O sistema Ax = b pode não ter solução (b) Se Ax = b sempre tem pelo menos uma solução então a única solução de ATx = ~0 é x = ~0 (c) Seja A uma matriz 10x8 e o núcleo de A um espaço de dimensão 2. O sistema Ax = b pode não ter solução (d)Se A e AT tem o mesmo núcleo então a matriz A é quadrada (e) Não sei. 11. Seja P2 o espaço dos polinômios de grau menor ou igual a dois e V = {p ∈ P2 : p(1) = 0}. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) O polinômio p(x) = 2 + x+ x2 pertence a V (b) V é subespaço vetorial de P2 e {x− 1, x 2 − 1} é uma base de V (c) V não é subespaço vetorial de P2 (d) V é subespaço vetorial de P2 e tem dimensão igual a 4 (e) Não sei. 12. A matriz que representa a transformação linear T : R3 → R3 definida por T (x, y, z) = (2x+ 5y,−3x− 4y, 2z) é (a) 2 −3 05 −4 0 0 0 2 (b) 2 0 5−3 0 −4 0 2 0 (c) 2 5 0−3 −4 0 0 0 2 (d) 2 0 −35 0 −4 0 2 0 (e) Não sei. 13. Das matrizes abaixo, assinale a que é invertível: (a) 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 (b) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 (c) 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 2 0 2 0 (d) 1 1 2 1 1 1 2 0 1 0 0 0 1 0 0 0 (e) Não sei. 14. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) A dimensão do espaço das matrizes simétricas 2 x 2 é 4 (b) As matrizes {[ 1 0 1 0 ] , [ 0 0 1 0 ] , [ 0 1 0 1 ] , [ 0 1 1 0 ]} Formam uma base para o espaço das matrizes 2 x 2 (c) Se V e W são subespaços vetoriais de R5 de di- mensão 3 então o único vetor em comum é o vetor (0, 0, 0, 0, 0) (d) Se os vetores ~v1, ~v2, ~v3 são linearmente depen- dentes então os vetores ~w1 = ~v1 + ~v2, ~w2 = ~v1 + ~v3, ~w3 = ~v2 + ~v3 são linearmente independentes (e) Não sei. 15. Seja T : R3 → R3 a transformação linear dada por T (x, y) = (2x, x + z, z). Assinale a alternativa FALSA: (a) (0, 1, 0) é um autovetor de T associado ao auto- valor 0 (b) Se det(T −λI) 6= 0 então λ é um autovalor de T (c) Os autovalores de T são 0, 1 e 2 (d) (0, 1, 1) é um autovetor de T associado ao auto- valor 1 (e) Não sei. Nome: Teste 403, pág. 2 UFRJ Instituto de Matemática Disciplina: Álgebra Linear II Professor: Anne, Bruno, Felipe, Luiz Carlos, Mil- ton, Monique, Umberto Data: 14 de dezembro de 2012 Terceira Prova 1. Seja A = 2 0 0 −9 5 0 49 −8 −3 . Sabendo-se que o ve- tor (1, a, b) é um autovetor associado ao autovalor 2, determine os valores de a e b. (a) a = 3, b = 5 (b) a = 3, b = −5 (c) a = −3, b = −5 (d) a = −3, b = 5 (e) Não sei. 2. Considere todos os autovalores de uma projeção orto- gonal de R4 em um espaço de dimensão dois. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) A soma deles é zero (b) O produto deles é zero (c) A soma deles é um (d) O produto deles é um (e) Não sei. 3. Considere o produto interno em R3 definido por 〈(a, b, c), (d, e, f)〉 = ad+ 2be+ cf. ||(a, b, c)|| é a norma do vetor (a, b, c) induzida por ele. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) ||(3, 2, 1)|| > ||(1, 3, 2)|| (b) ||(1, 2, 3)|| > ||(3, 1, 2)|| (c) ||(1, 2, 3)|| > ||(3, 2, 1)|| (d) ||(3, 1, 2)|| > ||(2, 1, 3)|| (e) Não sei. 4. Seja T a projeção no plano 4 z + 2 y = 0 se- gundo a direção do vetor (0, 2, 4). A matriz que representa esta transformação linear na base α = {(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)} é (a) 0 1 3 0 2 3 0 − 2 3 4 3 0 1 3 (b) 0 0 0 0 1 3 0 0 0 1 3 (c) 0 1 10 1 5 1 0 0 0 − 2 5 1 5 (d) 1 0 0 0 4 5 − 2 5 0 − 2 5 1 5 (e) Não sei. 5. Seja A uma matriz cujas colunas são formadas pelos vetores v1,v2,v3 pertencentes a R 3 e cujo determi- nante é igual a zero. Assinale a alternativa VER- DADEIRA: (a) Um dos produtos internos: 〈v1,v2〉, 〈v1,v3〉 ou 〈v2,v3〉 é igual a zero (b) Se {v1,v2,v3} for um conjunto ortogonal de ve- tores, então um deles é o vetor nulo (c) A dimensão do espaço gerado por {v1,v2,v3} é 2 (d) {v1,v2,v3} é linearmente independente (e) Não sei. 6. Seja P uma projeção ortogonal de R4 em um es- paço de dimensão 3. Assinale a alternativa VER- DADEIRA (a) det(P ) < 0 (b) det(P ) = 0 (c) Não é possível calcular o determinante (d) det(P ) > 0 (e) Não sei. 7. Em qual das alternativas abaixo NÃO podemos afir- mar que a matriz A nxn é diagonalizável (a) Todos os n autovalores são reais e distintos (b) A matriz é real e simétrica (c) Existem n autovetores distintos (d) Há uma base de autovetores para o Rn (e) Não sei. 8. Considere o vetor ~v1 = (−2,−2) e a reta r passando pela origem cuja direção é dada pelo vetor ~v2 = (3, 1). O vetor de r mais próximo de ~v1 possui norma igual a: (a) 2√ 10 (b) 4√ 13 (c) 1√ 2 (d) 8√ 10 (e) Não sei. Nome: Teste 407, pág. 1 9. A equação que modela um determinado fenômeno fí- sico é dada pela função f(x) = ax3 + bx2. Alguns experimentos foram realizados com os seguintes re- sultados: x y -2 -4 0 2 2 12 Os valores de a, b de forma a obter a melhor aproxi- mação no sentido dos mínimos quadrados são: (a) a = 8, b = 4 (b) a = 2, b = 2 (c) a = 1, b = 1 (d) a = 4, b = 2 (e) Não sei. 10. Assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) Se AB é inversível, então A e B são inversíveis (b) Se AB = −BA então A ou B tem determinante igual a zero (c) Se A é inversível e B não é inversível então A+B é inversível (d) Se A é inversível e B não é inversível então AB não é inversível (e) Não sei. 11. Em relação a transformações lineares T : U → U , assinale a alternativa VERDADEIRA: (a) Matrizes que representam a mesma transforma- ção linear em bases distintas devem possuir o mesmo número de colunas não-nulas (b) Uma transformação linear pode ser representada por uma matriz de determinante zero em uma base e por uma matriz de determinante diferente de zero em outra base. (c) Uma transformação linear pode ser representada por uma matriz nula em uma base e por uma matriz não-nula em outra base. (d) Matrizes que representam a mesma transforma- ção linear em bases distintas devem possuir o mesmo número de colunas linearmente indepen- dentes (e) Não sei. 12. Assinale a alternativa FALSA: (a) Se ATx = 0 e x 6= 0, então x não é combinação linear das colunas de A (b) Se Ax = 0 e x 6= 0, então ATv = x não tem solução (c) Se Ax = 0, então x é combinação linear das colunas de AT (d) Se ATv = 0 e v 6= 0, então Ax = v não tem solução (e) Não sei. 13. Seja S o subconjunto de R4 tal que a soma das entra- das de todo elemento de S é zero. Qual é a dimensão de S? (a) 3 (b) 1 (c) 4 (d) 2 (e) Não sei. 14. Os autovalores de uma transformação linear de R4 em R4 são 2, 3, 3, 0. Assinale a alternativa VERDA- DEIRA: (a) Podemos encontrar, pelo menos, três autovetores linearmente independentes (b) A dimensão do autoespaço associado ao autova- lor 3 é dois (c) A transformação linear é, com certeza, diagona- lizável (d) A dimensão do núcleo da transformação linear é zero (e) Não sei. 15. Considere o sistema de equações na forma Ax = b. Seja E o conjunto das linhas de A. Assinale a alter- nativa VERDADEIRA: (a) Se E é um conjunto de vetores linearmente de- pendente o sistema sempre tem várias soluções (b) Se E é um conjunto de vetores linearmente in- dependente o sistema pode ter várias soluções (c) Se o sistema tem várias soluções E sempre será um conjunto de vetores linearmente dependente (d) Se o sistema tem uma única solução, E não é um conjunto de vetores linearmente dependente (e) Não sei. Nome: Teste 407, pág. 2 UFRJ Instituto de Matemática Disciplina: Álgebra Linear II Professor: Anne, Bruno, Felipe, Luiz Carlos, Mil- ton, Monique, Umberto Data: 19 de Dezembro de 2012 Prova FINAL 1. Seja A = α β −11 1 0 1 −1 0 . Escolha a alternativaVERDADEIRA (a) o posto de A depende dos valores de α e β (b) o posto de A é 3 (c) O posto de A é 2 (d) o posto de A é 0 (e) Não sei. 2. Seja S = {(x, y, z) ∈ R3|x−y+2z = 0} e b = (1, 1, 1). A soma das coordenadas do vetor de S mais próximo de b é (a) 1 4 (b) 8 3 (c) 7 3 (d) 5 3 (e) Não sei. 3. Os autovalores da transformação T (x, y) = (−5x+ 2 y,−8x+ 5 y) são: (a) {−1, 1} (b) {−3, 3} (c) {−4, 4} (d) {−2, 2} (e) Não sei. 4. Seja T : R2 → R3 uma transformação linear tal que T (1, 1) = (0, 2, 0) e T (2, 0) = (4,−2, 0). Pode-se afir- mar que (a) T (3, 1) = (0, 2, 0). (b) T (2, 2) = (4, 0, 0). (c) T (3, 1) = (4, 0, 0). (d) T (6, 0) = (4,−2, 0). (e) Não sei. 5. Seja r a reta que passa pela origem e tem a direção do vetor (0, 2). A matriz (na base canônica) da projeção ortogonal sobre r é: (a) [ 0 0 0 1 ] (b) [ 0 1 0 0 ] (c) [ 0 2 0 0 ] (d) [ 0 0 0 2 ] (e) Não sei. 6. Seja A a projeção ortogonal sobre a direção do vetor (0, 1) seguida de uma expansão de 2 na direção de (1, 0). Os autovalores de A são (a) 1 e 1 (b) 2 e 0 (c) 2 e 1 (d) 1 e 0 (e) Não sei. 7. Seja T uma transformação linear do es- paço vetorial das matrizes 2x2, dada por T ([ a b c d ]) = [ a b− c b− c d ] . Escolha a alternativa VERDADEIRA (a) A matriz [ 0 1 1 0 ] não pertence à imagem de T (b) A matriz [ 0 1 1 0 ] pertence ao núcleo de T (c) T é injetiva (d) T é sobrejetiva (e) Não sei. 8. Seja C = AB, onde A = 12 3 e B = [−2 4 7]. O determinante da matriz C é igual a: (a) Não é possível calcular o determinante de C. (b) 2 (c) 0 (d) −2 (e) Não sei. 9. Seja A 6= I uma matriz 3x3 com a propriedade que A2 = I. Escolha a alternativa FALSA (a) A não é inversível (b) A solução de Ax = b é Ab (c) Os autovalores de A são 1 e -1 (d) A é inversível e A = A−1 (e) Não sei. 10. O polinômio característico de −1 1 10 −1 2 0 0 1 é pC(λ) = (λ + 1) 2(λ − 1). Os autovetores de A for- mam um espaço de dimensão: (a) 1 (b) 3 (c) 0 (d) 2 (e) Não sei. Nome: Teste 216, pág. 1 11. Sejam α = {(1, 1), (−1, 1)} e β = {(−1, 3), (−2, 5)} duas bases de R2. A matriz de mudança da base α para a base β é igual a: (a) [ 7 −3 −4 2 ] (b) [ 8 3 2 1 ] (c) [ 7 −4 −3 2 ] (d) [ 8 2 3 1 ] (e) Não sei. 12. Seja A uma matriz n x p. Se o núcleo de A tem dimensão 3, o núcleo de AT tem dimensão 2 e o espaço gerado pelas colunas de A tem dimensão 1. Os valores de n e p são respectivamente, (a) n = 4 e p = 4 (b) n = 3 e p = 4 (c) n = 3 e p = 1 (d) n = 4 e p = 1 (e) Não sei. 13. Seja A a matriz 3 × 3 que representa uma reflexão através do plano x + 2z = 0. Marque a alternativa correta. (a) Os autovalores de A são 0 e 1. (b) Os autovalores de A são −1, 0 e1 (c) Os autovalores de A são −1 e 0. (d) Os autovalores de A são −1 e 1. (e) Não sei. 14. Assinale a alternativa verdadeira (a) Os autovalores de A−1 são iguais aos autovalores de A− I. (b) Os autovalores de A + B são iguais à soma dos autovalores de A e B. (c) Os autovalores de AB são iguais ao produto dos autovalores de A e B. (d) v0, v1, v2 são autovetores de A3×3 associados aos autovalores 0, 1, 2. O sistema Ax = v0 não tem solução (e) Não sei. 15. A reta que melhor ajusta os dados da tabela: x y 2 8 3 -7 4 14 , no sentido dos mínimos quadrados é y = 3x − 4. Usando este fato, a projeção ortogonal do vetor (8,−7, 14) sobre 〈(2, 3, 4), (1, 1, 1)〉 é: (a) (−6, 8,−2) (b) (2, 5, 8) (c) (3,−4, 1) (d) (3,−4) (e) Não sei. Nome: Teste 216, pág. 2 Gabarito Prova 1 Teste 418: 1C 2A 3C 4C 5D 6A 7A 8C 9C 10A 11D 12D 13A 14A 15B 16B Prova 2 Teste 403: 1D 2A 3D 4D 5D 6B 7C 8D 9D 10A 11B 12C 13A 14B 15B Prova 3 Teste 407: 1A 2B 3B 4D 5B 6B 7C 8D 9C 10D 11D 12C 13A 14A 15B Prova Final Teste 216: 1B 2C 3B 4C 5A 6D 7B 8C 9A 10D 11A 12B 13D 14D 15B
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