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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA ALGA I ENGENHARIAS: PRODUÇÃO, CIVIL, QUÍMICA, ELÉTRICA E FLORESTAL LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 1 1. Determine os valores de m e n para que as matrizes A e B sejam iguais. a) A = e B = b) A = e B = . 2. Dadas as matrizes: , e . a) Calcular A + B b) Calcular A - C 3. Dadas as matrizes: , , e . a) b) Calcular AB c) Calcular (AB)D d) Calcular A(BD) e) Calcular BA f) Calcular (BA)C g) Calcular B(AC) 4. Dadas as matrizes: , e , prove que: a) (B + C)A = BA + CA b) A(B + C) (B + C)A Por quê? 5. Sejam e , prove que e que . 6. Sejam , e . Prove que se , não necessariamente implica que . 7. Sejam , e . Mostre que e . 8. Se . Prove que . 9. Dadas as matrizes: , e Calcular: a) b) det A c) det B d) det C e) det (A + B) f) det (BC) g) Verificar se det (A + B) = det A + det B h) Verificar se det (BC) = det B . det C 10. Determine a matriz inversa das seguintes matrizes: a) b) c) 11. Dadas as matrizes: e Determine: X + A = B 12. Dadas as matrizes: e Determine: X = 3A – 2B. 13. Seja A a matriz . Em cada parte encontre p(A). a) p(x) = x – 2 b) p(x) = 2x2 – x + 1 c) p(x) = x3 – 2x + 4 14. Prove que a matriz A-1 = é inversa de A =. 15. Determine a matriz inversa da A =. 16. Resolver as equações: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) 17. Calcule o determinante das seguintes matrizes: e . 18. Expresse o Sistema de equações lineares, na forma de equação matricial. 19. Expresse a equação matricial como um sistema de equações lineares. a) 20. Resolver os seguintes sistemas lineares a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) 21. Determine de modo que o sistema abaixo seja de Cramer e, a seguir, resolvê-lo: a) 22. Um construtor tem contratos para construir 3 estilos de casa: moderno, mediterrâneo e colonial. A quantidade de material empregada em cada tipo de casa é dada pela matriz: Ferro Madeira Vidro Tinta Tijolo ( Moderno Mediterrâneo Colonial ) a) Se ele vai construir 5, 7 e 12 casas do tipo moderno, mediterrâneo e colonial, respectivamente, quantas unidades de material serão empregadas? b) Suponha agora que os preços por unidade de ferro, madeira, vidro, tinta e tijolo sejam, respectivamente, 15, 8, 5, 1 e 10 u.c.p. Qual é o preço unitário de cada tipo de casa? c) Qual o custo total do material empregado? 23. Dado o seguinte sistema linear: Qual o método de resolução mais fácil? (Justifique) 24. Resolva o seguinte sistema linear: a) b) 25. Para quais valores da constante k o sistema Não tem solução? Tem infinitas soluções? Explique seu raciocínio. Justifique, o motivo pelo qual o sistema acima jamais terá uma única solução. 26. Para que valores de o sistema de equações tem soluções não – triviais 27. Resolver os seguintes sistemas de equações lineares: a) Para =16, , =11 b) Para =25, , = c) Para =3, , = Resposta dos exercícios 1. a) n = e m = b) m = 5 2. a) A + B = b) A – C = 3. a) AB = b) (AB)D = c) A(BD) = d) BA = e) (BA)C = f) B (AC) = 4. a) (B + C)A = e BA + CA = então (B + C)A = BA + CA É invalida a propriedade distributiva nas operações com matrizes. b) A(B + C) = e (B + C)A = então A(B + C) (B + C)A É invalida a propriedade comutativa nas operações com matrizes. 5. a) b) 6. AB = AC = 7. AC = A e CA = C 8. 9. a) det A = 22 e) det (BC) = 0 b) det B = -9 f) det A + det B = 13 (det (A + B) det A + det B) c) det C = 0 g) det B . det C = 0 (det (BC) = det B . det C) d) det (A + B) = 240 10. a) A-1 = e b) B-1 = 11. X + A = B 12. X = 3A – 2B 13. a) p(A) = b) p(A) = c) p(A) = 3.A 15. A-1 = 16. a) x = 2 b) x = 3 c) x = 5 d) x = 1 e) x= 1, x= -1 e x= f) x = -1 g) x = -10 h) x = 4 i) x= 6, x= 3 e x= 2 17. det A = -7 e det B = -16 18. . = 19. 20. a) S = {(x, y, z, t)tq x + 2y – z + 3t = 1} b) S = tq z c) S = {} d) S = {3, -2, 4} e) S = {5, -2, 3} f) S = tq z g) S = {1, -1, 2, -2} h) S = {0, 0, 0} i) S = tq y j) S = tq Z e t k) S = {} l) S = tq t m) {3; -2, 4} n) x = 2 e y = 3 21. S 22. a) [146 526 260 158 388] b) c) [11736] 24. a) S {0,0,0,0} Solução trivial b) S 25. Não tem solução K 6 O sistema nunca terá uma única solução Infinitas soluções K = 6 26. 27. a) x = 3; y = -4; z = 2 b) x = 2; y = -7; z = 4 c) x = -3; y = 2; z = 1 7 7 10 9 3 5 4 4 1 3 - = + + + x x x 0 1 5 0 0 0 1 0 0 0 2 2 = + - x x 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 1 2 2 = + + + - x x x 0 1 2 3 3 1 2 1 3 2 = - + - x x x 8 1 2 2 1 2 3 = - - x x x ú û ù ê ë é - 25 10 4 8 7 m 0 3 1 1 1 5 1 1 1 3 = - - - - - - - x x x ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - = 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 0 2 1 A ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - - = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B ï î ï í ì = - + + - = + - + - = - + - 4 5 4 3 4 1 3 t z y x t z y x t z y x ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - 5 1 2 7 3 4 2 1 3 ú ú ú û ù ê ê ê ë é 3 2 1 x x x ú ú ú û ù ê ê ê ë é - = 4 1 2 { 1 3t z - 2y x = + + î í ì = - + = + + 3 2 5 2 4 z y x z y x ï î ï í ì = - + = - + = + + 5 7 7 3 2 5 2 4 z y x z y x z y x ú û ù ê ë é - - = 6 1 4 8 3 2 A ï î ï í ì = + + = + + = + 8 4 7 2 5 2 3 2 3 8 2 z y x z y x z y x ï î ï í ì = + + = + + = + + 23 9 7 2 20 7 8 3 4 2 z y x z y x z y x î í ì = + + = + - 0 6 5 2 0 3 2 z y x z y x ï ï î ï ï í ì = + + - - = + - + = - + + = + + + 2 4 4 0 t z y x t z y x t z y x t z y x ï î ï í ì = + + = + + = + + 0 2 3 0 3 2 0 3 2 z y x z y x z y x î í ì - = + + = - + 1 4 6 3 5 5 2 z y x z y x î í ì = + - + = - + - 0 2 4 0 2 t z y x t z y x ï î ï í ì - = + + = - + = + x z y y z x x y x 2 2 3 1 2 3 3 3 2 ï ï î ï ï í ì = + - - = - - + - = + - + = + + - 1 3 2 0 1 0 t z y x t z y x t z y x t z y x ú û ù ê ë é - - = 1 4 0 9 7 5 B ï î ï í ì = + + = + + = + + 8 4 7 2 5 2 3 2 3 8 2 z y x z y x z y x ï ï î ï ï í ì - = - = + = - = + 7 5 4 9 3 4 2 5 16 4 2 y x y x y x y x  Πm ï î ï í ì = + + = + = + - 0 2 1 2 2 mz y x z x z y x ú ú ú û ù ê ê ê ë é 13 5 8 25 6 21 9 12 18 7 17 7 16 20 5 ï î ï í ì = - - = + - = - + 0 7 2 0 4 5 3 0 2 3 2 z y x y x z y x 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 = + - - - = + + + = + + + - = + - + X X X X X X X X X X X X X X X X ï î ï í ì = - - - - = + - + - = + + - 0 0 3 0 4 3 t z y x t z y x t z y x î í ì = - = - k y x y x 2 2 3 l ú û ù ê ë é = 6 4 1 8 9 0 C î í ì = - + = + - 0 ) 3 ( 0 ) 3 ( y x y x l l ú û ù ê ë é - - - 5 3 4 1 4 7 ú û ù ê ë é - - - 12 5 3 0 6 2 ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - - - - - - - - 8 97 33 59 61 3 13 17 18 23 11 9 13 11 1 11 ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - - - - - - - - - - 547 745 259 468 280 213 318 373 51 227 25 206 130 41 104 29 ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - = 9 5 4 7 1 3 2 1 A ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - - - - - - - - - - 547 745 259 468 280 213 318 373 51 227 25 206 130 41 104 29 ú û ù ê ë é - - - 49 29 42 60 ú û ù ê ë é - - 129 205 450 6 ú û ù ê ë é - - 129 205 450 6 ú û ù ê ë é 2 6 2 3 ú û ù ê ë é 2 6 2 3 ú û ù ê ë é 4 5 2 1 ú û ù ê ë é 2 6 2 3 ú ú ú û ù ê ê ê ë é 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - - 1 6 11 2 12 22 1 6 11 ú û ù ê ë é - - - = 3 8 2 6 7 5 3 1 B ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - 5 0 15 3 5 0 15 1 1 0 3 3 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - 4 3 1 5 4 1 5 3 2 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - 3 2 1 4 3 1 4 2 2 ú ú ú û ù ê ê ê ë é 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ¹ ú ú ú û ù ê ê ê ë é - 4 1 4 1 4 3 4 1 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - 5 1 5 1 5 2 5 3 ú û ù ê ë é - - 5 2 2 0 ú û ù ê ë é - - 12 2 14 10 ú û ù ê ë é - 1 2 1 1 ú û ù ê ë é - = 5 3 4 2 C ú û ù ê ë é 614 7 20 1 2 3 5 1 - ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - 1 1 5 4 1 1 4 1 3 1 1 1 ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é t z y x ú ú ú û ù ê ê ê ë é - 4 3 1 ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ë é - - - - - - = 3 2 3 5 0 9 1 4 3 1 1 3 8 3 7 1 D ï î ï í ì = + + - - = + + = + - 4 5 2 1 7 3 4 2 2 3 3 2 1 3 2 1 3 2 1 x x x x x x x x x  Π( { ) z z z ; 3 4 5 ; 3 7 17 + - - }  Πf ) ( { z z , 0 , 3 - }  Π) î í ì ç è æ - - 19 16 ; ; 19 38 15 y y }  Πú û ù ê ë é = 1 1 0 1 A ) î í ì ç è æ - + - t z t z t z ; ; 3 1 9 5 ; 3 1 9 2  Π}  Πf ) î í ì ç è æ - + - t t t t ; 4 1 2 ; 4 2 1 ; 2 2 1 }  Πþ ý ü î í ì - - - - - 4 1 ; 4 3 ; 4 6 m m m m m ú ú ú û ù ê ê ê ë é 465 528 492 ® ú ú ú û ù ê ê ê ë é colonial eo mediterrân moderno ú û ù ê ë é = 1 1 0 2 B þ ý ü î í ì  Π÷ ø ö ç è æ - tqt t t t t ; 2 7 ; 4 3 ; 4 7 ¹ 2 4 2 1 = = l l ú û ù ê ë é - = 1 3 2 1 C ¹ ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - = 0 1 2 1 2 3 1 1 1 A ú ú ú û ù ê ê ê ë é = 3 2 1 6 4 2 3 2 1 B 3 3 0 ´ = × B A = A B . ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - - 1 6 11 2 12 22 1 6 11 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - = 1 3 4 3 1 2 2 3 1 A ú ú ú û ù ê ê ê ë é - = 2 1 2 1 1 1 1 2 0 1 4 1 B ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - - - = 0 1 5 2 1 1 2 3 2 1 1 2 C ú û ù ê ë é - n m 3 0 ² 4 C A B A . . = C B = ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - = 4 3 1 5 4 1 5 3 2 A ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - = 5 3 1 5 3 1 5 3 1 B ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - - - = 3 2 1 4 3 1 4 2 2 C A C A = . C A C = . ú ú ú û ù ê ê ê ë é = 0 1 0 0 0 1 0 0 0 A 3 3 3 0 ´ = A ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - = 6 8 7 9 2 5 1 4 3 A ú û ù ê ë é - 7 0 5 4 ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - = 4 2 7 1 0 3 3 1 4 B ú ú ú û ù ê ê ê ë é - - - = 3 2 1 12 9 3 8 6 2 C ú û ù ê ë é - = 1 1 3 1 A ú û ù ê ë é - = 3 1 2 1 B ú û ù ê ë é = 1 1 1 1 B ú û ù ê ë é - = 4 3 3 1 A ú û ù ê ë é - = 3 2 1 1 B ú û ù ê ë é - = 6 5 4 4 A ú û ù ê ë é 1 2 1 3 ú ú ú ú ú ú û ù ê ê ê ê ê ê ë é - - - 3 1 3 1 3 1 3 1 3 2 3 1 3 1 3 2 3 2 ú û ù ê ë é 2 4 8 7 m ú ú ú û ù ê ê ê ë é 2 0 1 1 1 0 0 1 1 128 2 4 7 2 5 6 4 - = - x x x 39 7 6 4 3 2 7 5 3 = x x x 100 1 2 7 1 0 3 3 1 5 = x x
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