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GABARITO P1 - 2013 Álgebra Linear II - MAT2458 1 D 2 B 3 E 4 A 5 D 6 A 7 E 8 B 9 C 10 B 11 E 12 A 13 B 14 B 15 E 16 B PoliShare M A T 2458 - Á lgeb ra L in ear p ara E n gen h aria II P rova 1 - 11/09/2013 N o m e: N U SP : P ro fesso r: Tu rm a: IN S T R U Ç Õ E S (1) A p rova tem in ício às 7:30 e d u ração d e 2 h o ras. (2) N ão é p erm itid o d eixar a sala sem en tregar a p rova. (3) To d o m aterialn ão n ecessário à p rova (m o ch ilas,b o lsas,calcu lad o ras,agasalh o s,b o n és,celu lares,livro s,etc.) d eve fi car n a fren te d a sala. (4) So b re a carteira d evem p erm an ecer ap en as láp is,can eta,b o rrach a e d o cu m en to d e id en tid ad e co m fo to. (5) É p erm itid a a en trad a n a sala até as 8:00 e n ão é p erm itid a a saíd a d a sala an tes d as 8:40. (6) A s resp o stas d evem ser tran sferid as p ara a fo lh a ó p tica d u ran te as 2 h o ras d e p rova (n ão h á tem p o extra p ara o p reen ch im en to d a fo lh a ó p tica). (7) Só d estaq u e o gab arito d o alu n o (ú ltim a fo lh a) q u an d o fo r en tregar a p rova. N ão esq u eça d e an o tar o tip o d e p rova n o gab arito d o alu n o (p ara q u e vo cê p o ssa d ep o is co n ferir su as resp o stas co m o gab arito o fi cial). (8) A fo lh a ó p tica d eve ser p reen ch id a co m can eta esfero gráfi ca azu lo u p reta. (9) Para o co rreto p reen ch im en to d a fo lh a ó p tica siga o exem p lo ab aixo. N o taçõ es:N esta p rova,se V é u m esp aço veto rial,o veto r n u lo d e V será d en o tad o p o r0 V e se v 1 ,...,v n são veto res d e V ,o su b esp aço veto riald e V gerad o p o r eles será d en o tad o p o r [v 1 ,...,v n ]. Se V estiver m u n id o d e u m p ro d u to in tern o,S fo r u m su b esp aço d e V e p ara v∈ V ,a p ro jeção o rto go n ald e v so b re S existir,ela será d en o tad a p o r projS v. Para u m in teiro n ão n egativo n, P n (R ) d en o ta o esp aço veto rial d e to d o s o s p o lin ô m io s d e grau≤ n,in clu in d o o p o lin ô m io n u lo.O esp aço veto riald e to d o s o s p o lin ô m io s será d en o tad o p o r P (R ). D ad o u m in tervalo I co n tid o em R ,o esp aço veto riald e to d as as fu n - çõ es f: I→ R co n tín u as será d en o tad o p o r C (I). Q u estão 1. Sejam V e W su b esp aço s veto riais d e d im en são fi n ita d e u m esp aço veto rialE .C o n sid ere as segu in tes afi rm açõ es: (I) A so m a V + W é d ireta se,e so m en te se,dim (V + W ) = dim V + dim W . (II) Se dim (V ∩ W ) = 1, en tão a u n ião d e u m a b ase d e V co m u m a b ase d e W é u m co n ju n to gerad o r d e V + W . (III) Se dim (V ∩ W ) = 0, en tão a u n ião d e u m a b ase d e V co m u m a b ase d e W é sem p re u m co n ju n to lin earm en te in d ep en d en te em E . E stá co rreto o q u e se afi rm a em a. (I) e (III),ap en as. b . (I) e (II),ap en as. c. (II),ap en as. d . (I),(II) e (III). e. (II) e (III),ap en as. 2 Q u estão 2. C o n sid ere a tran sfo rm ação lin ear T : P 3 (R )→ P 3 (R ),d efi - n id a p o r T (f) = f + f ′,p ara to d o f∈ P 3 (R ),o n d e f ′d en o ta a d erivad a d e f.É co rreto afi rm ar q u e a. dim (K erT ) = 1,e T é so b rejeto ra. b . T é in jeto ra e so b rejeto ra. c. T é in jeto ra,e dim (K erT ) = 1. d . dim (K erT ) = 1,e dim (Im T ) = 3. e. T é in jeto ra,e dim (Im T ) = 2. Q u estão 3. Seja E u m esp aço veto riald e d im en são fi n ita co m p ro d u to in tern o e seja Y u m su b esp aço veto rial d e E . C o n sid ere as segu in tes afi rm açõ es: (I) Para q u alq u er x ∈ E , existem ú n ico s y ∈ Y e z ∈ Y ⊥ tais q u e x = y + z. (II) Se dim Y = 3 e dim Y ⊥ = 2,en tão existe u m a tran sfo rm ação lin ear T : E → E talq u e K er T = Y ⊥ e Im T = Y . (III) Se dim Y = 1 e dim E = 4,en tão existe u m a tran sfo rm ação lin ear T : E → E talq u e K erT = Im T = Y . E stá co rreto o q u e se afi rm a em a. (II) e (III),ap en as. b . (I),(II) e (III). c. (I),ap en as. d . (I) e (III),ap en as. e. (I) e (II),ap en as. 3 Q u estão 4. C o n sid ere o esp aço veto rialM 2 (R ) m u n id o d o p ro d u to in - tern o u su al,o u seja, 〈( a b c d ) , ( a ′ b ′ c ′ d ′ )〉 = aa ′+ bb ′+ cc ′+ dd ′ p ara to d o s a,a ′,b,b ′,c,c ′,d,d ′∈ R .Seja T : M 2 (R )→ M 2 (R ) u m a tran s- fo rm ação lin ear q u e satisfaz T ( 1 − 2 − 1 3 ) = ( 0 0 0 0 ) , T (− 1 0 2 1 ) = ( 0 0 0 0 ) e Im T = [( 4 1 2 0 ) , ( 1 2 0 1 ) , ( 2 − 3 2 − 2 )] . A ssin ale a altern ativa co rreta acerca d e T . a. K erT = (Im T ) ⊥ . b . (Im T ) ⊥ ⊂ K erT ,m as K erT 6= (Im T ) ⊥ . c. K erT ⊂ Im T ,m as K erT 6= Im T . d . K erT ⊂ (Im T ) ⊥ ,m as K erT 6= (Im T ) ⊥ . e. K erT = Im T . 4 Q u estão 5. C o n sid ere as segu in tes afi rm açõ es acerca d e u m esp aço ve- to rialE co m p ro d u to in tern o〈 ,〉: (I) Se{e1 ,...,en } é u m a b ase o rto n o rm ald e E e se,d ad o x∈ E ,tem o s 〈x,ei 〉 = 0,p ara to d o i = 1,...,n,en tão x = 0E . (II) Se Y e Z são su b esp aço s veto riais d e E tais q u e E = Y ⊕ Z ,en tão Z = Y ⊥ e Y = Z ⊥ . (III) Se Y e Z são su b esp aço s veto riais d e E tais q u e E = Y ⊕ Z , e se B e C são b ases o rto n o rm ais d e Y e d e Z ,resp ectivam en te,en tão B∪ C é u m a b ase o rto n o rm alE . E stá co rreto o q u e se afi rm a em a. (I) e (II),ap en as. b . (I) e (III),ap en as. c. (II) e (III),ap en as. d . (I),ap en as. e. (III),ap en as. Q u estão 6. A ssin ale a altern ativa q u e co n tém a d efi n ição d e u m a fu n - ção T q u e N Ã O é u m a tran sfo rm ação lin ear. a. T : M 2 (R )→ M 2 (R ) d ad a p o r T (A ) = A A t,p ara to d a A ∈ M 2 (R ), o n d e A td en o ta a m atriz tran sp o sta d e A . b . T : R 3→ R 3,d ad a p o r T (x,y,z) = projY (x,y,z),p ara to d o (x,y,z)∈ R 3,o n d e Y = { (x,y,z)∈ R 3|x + y + z = 0}. c. T : R 2→ R 2,d ad a p o r T (x,y ) = (x + 2y,x− 4y ),p ara to d o (x,y )∈ R 2. d . T : P (R ) → P (R ), d ad a p o r T (p ) = 2p + p ′, p ara to d o p ∈ P (R ), o n d e p ′d en o ta a d erivad a d e p. e. T : C ([0,2])→ R , d ad a p o r T (f) = f(1) + ∫ 20 f(t)dt, p ara to d a f∈ C ([0,2]). 5 Q u estão 7. Seja V u m esp aço veto riald e d im en são fi n ita co m p ro d u to in tern o e seja S u m su b esp aço veto riald e V . A ssin ale a altern ativa co r- reta acerta d o o p erad o r lin ear T : V → V d efi n id o p o r T (v ) = projS v, p ara to d o v∈ V . a. K erT = S e Im T = S ⊥ . b . K erT = Im T = S. c. V 6= K erT + Im T e K erT∩ Im T 6= {0 V }. d . K erT∩ Im T = {0 V } e V 6= K erT + Im T . e. K erT = S ⊥ e Im T = S. Q u estão 8. Seja E u m esp aço veto rialco m p ro d u to in tern o〈 ,〉 e seja ‖‖ a n o rm a asso ciad a.C o n sid ere as segu in tes afi rm açõ es: (I)−‖x‖‖y‖≤ 〈x,y〉 p ara to d o s x,y em E . (II)〈x,y〉≤ ‖x‖‖y‖ p ara to d o s x,y em E . (III) Se x e y são veto res n ão n u lo s d e E q u e satisfazem 〈x,y〉 = 0,en tão {x,y} é lin earm en te in d ep en d en te. E stá co rreto o q u e se afi rm a em a. (I) e (II),ap en as. b . (I),(II) e (III). c. (II),ap en as. d . (I) e (III),ap en as. e. (II) e (III),ap en as. 6 Q u estão 9. Se T : R 3→ R 4 é a tran sfo rm ação lin ear d efi n id a p o r T (x,y,z) = (x,2x + y− z,− x,x + y + z), p ara to d o (x,y,z)∈ R 3,en tão dim (Im T ) e dim (K erT ) são igu ais a,res- p ectivam en te, a. 3 e 1. b . 2 e 1. c. 3 e 0. d . 1 e 2. e. 2 e 0. Q u estão 10. C o n sid ere o esp aço veto rial C ([− pi ,pi ]) m u n id o d o p ro - d u to in tern o 〈f,g〉 = ∫ pi − pi f(t)g (t)dt, p ara to d o s f,g∈ C ([− pi ,pi ]). E n tão,a m elh o r ap roxim ação afi m g (o u seja,d a fo rm a g (t) = at + b,co m a,b∈ R ) d a fu n ção f(t) = sen t em [− pi ,pi ]é a. g (t) = − 1pi 2 t b . g (t) = 3pi 2 t c. g (t) = 2pi 2 t− 1pi d . g (t) = − 2pi 2 t + 1pi e. g (t) = 1pi 2 t 7 Q u estão 11. Seja T : R 2→ R 2 a tran sfo rm ação lin ear talq u e T (2,3) = (4,6) e T (1,1) = (2,− 1).Se T (x,y ) = (a,b),en tão a + b é igu ala a.− 7x− 8y. b . 11x− 8y. c. 11x + 8y. d .− 11x− 8y. e.− 7x + 8y. Q u estão 12. Seja T : P 3 (R )→ M 2 (R ) a tran sfo rm ação lin ear d efi n id a p o r T (a + bt + ct 2 + dt 3) = ( 2a + 5b− c − a− 3b + c + d a + 2c + 5d 3a + 7b− c + d ) , p ara to d o s a,b,c,d ∈ R . E n tão, dim (K erT ) e dim (Im T ) são igu ais a, resp ectivem en te, a. 2 e 2. b . 3 e 1. c. 1 e 3. d . 0 e 4. e. 1 e 2. 8 Q u estão 13. D ad o u m esp aço veto rialV ,sab e-se q u e u m a fu n ção 〈 ,〉:V × V → R é u m p ro d u to in tern o se,e so m en te se,estiverem satisfeitas: (i)〈u,v〉 = 〈v,u〉,p ara to d o s u,v∈ V ; (ii)〈u + v,w〉 = 〈u,w〉 + 〈v,w〉,p ara to d o s u,v,w ∈ V ; (iii)〈λ u,v〉 = λ〈u,v〉,p ara to d o λ ∈ R e to d o s u,v∈ V ;e (iv) p ara to d o u∈ V ,〈u,u〉≥ 0 e〈u,u〉 = 0 V se,e so m en te se,u = 0 V . Se V = R 2,a resp eito d a fu n ção〈 ,〉: R 2× R 2→ R ,d ad a p o r 〈(α 1 ,α 2 ),(β 1 ,β 2 )〉 = det ( α 1 α 2 β 1 β 2 ) , p ara to d o s (α 1 ,α 2 ),(β 1 ,β 2 )∈ R 2,é co rreto afi rm ar q u e〈 ,〉 a. é u m p ro d u to in tern o em R 2. b . n ão satisfaz (i) n em (iv). c. n ão satisfaz (ii) n em (iv). d . satisfaz (i) e (ii),ap en as. e. satisfaz (ii) e (iv),ap en as. Q u estão 14. C o n sid ere o esp aço veto rialP 2 (R ) m u n id o d o p ro d u to in - tern o 〈p,q〉 = ∫ 10 p (t)q(t)dt, p ara to d o s f,g ∈ P 2 (R ). C o n sid ere, em P 2 (R ), o segu in te su b esp aço veto rial: V = {p∈ P 2 (R ) :p (1) = p (− 1)}. E n tão,u m a b ase o rto n o rm ald e V é a. { 1, 3 √ 5 2 t 2 } . b . { 1, 3 √ 5 2 (t 2− 13 ) } . c. { 1, 2t, 3 √ 5 2 (t 2− 13 ) } . d . { 3 √ 5 2 , 2t, t 2− 13 } . e. { 3 √ 5 2 , t 2− 13 } . 9 Q u estão 15. C o n sid ere as afi rm açõ es ab aixo. (I) E xiste u m o p erad o r lin ear T : R 3→ R 3 q u e é in jeto r m as n ão é so b rejeto r. (II) E xiste u m a tran sfo rm ação lin ear T : P 4 (R )→ M 2× 3 (R ) so b reje- to ra. (III) Para to d o n > 0,existe u m a tran sfo rm ação lin ear T : C ([0,1])→ R n in jeto ra. A respeito d essas afi rm açõ es,é co rreto afi rm ar q u e a. ap en as (II) e (III) são falsas. b . ap en as (III) é falsa. c. ap en as (I) e (III) são falsas. d . ap en as (II) é falsa. e. (I),(II) e (III) são falsas. Q u estão 16. Sejam V e W o s su b esp aço s veto riais d e P 3 (R ) d efi n id o s p o r V = [1 + t 2,t + t 2,1− t] e W = [t,t 3]. E n tão,dim (V ∩ W ) e dim (V + W ) são igu ais a,resp ectivam en te, a. 1 e 4. b . 0 e 4. c. 2 e 2. d . 0 e 3. e. 1 e 3. 10 G ab arito d o A lu n o N o m e: N U SP : T ip o d e p rova: a b c d e Q u estão 12345678910111213141516
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