Baixe o app para aproveitar ainda mais
Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
PROF. GILBERTO SANTOS JR MATRIZES SUMÁRIO 1 . INTRODUÇÃO ............................................. 1 2 . DEFINIÇÃO ................................................ 1 3 . REPRESENTAÇÃO GENÉRICA DE MATRIZ ....... 2 4 . MATRIZES ESPECIAIS ................................. 3 4.1 Matriz quadrada ......................................... 3 4.2 Matriz identidade ....................................... 3 4.3 Matriz nula ................................................ 3 4.4 Matriz transposta ....................................... 3 5 . IGUALDADE DE MATRIZES ........................... 4 5 . ADIÇÃO DE MATRIZES ................................ 4 6 . SUBTRAÇÃO DE MATRIZES .......................... 4 8 . MULTIPLICAÇÃO DE N° REAL POR MATRIZ ..... 4 9 . MULTIPLICAÇÃO DE MATRIZES ..................... 5 10 . MATRIZ INVERSA ...................................... 8 11 . DETERMINANTES ...................................... 8 11.1 Determinante de matriz de ordem 1 ........... 8 11.2 Determinante de matriz de ordem 2 ........... 8 11.3 Determinante de matriz de ordem 3 ........... 9 Referências ...................................................... 10 1 . INTRODUÇÃO Muitas vezes, para designar com clareza certas situações é necessário um grupo ordenado de números que se apresentam dispostos em li- nhas e colunas, formando o que se chama matriz. Observe por exemplo a seguinte situação: As vendas de uma editora em relação aos livros de Matemática, Física e Química, no primeiro trimes- tre de um ano, podem ser expressas pela tabela a seguir. Janeiro Fevereiro Março Matemática 20 000 32 000 45 000 Física 15 000 18 000 25 000 Química 16 000 17 000 23 000 Se quisermos saber: Quantos livros de Matemática foram vendidos em Fevereiro, basta olharmos o número que está na primeira linha e na segunda coluna; Quantos livros de Física foram vendidos em Ja- neiro, basta olharmos o número que está na se- gunda linha e na primeira coluna; Quantos livros de Química foram vendidos nos 3 meses, basta somarmos os números da tercei- ra linha. E assim por diante. Nessa tabela os números estão dispostos em 3 linhas e 3 colunas, é chamada matriz do tipo ou ordem 3 × 3 (lê-se três por três), pode ser representada por: ( 20000 32000 45000 15000 18000 25000 16000 17000 23000 ) ou [ 20000 32000 45000 15000 18000 25000 16000 17000 23000 ] 2 . DEFINIÇÃO Denomina-se matriz m n (lê-se m por n) qual- quer tabela retangular formada por m linhas e n colunas, sendo m e n números inteiro maior que zero. Dizemos que a matriz é do tipo m n ou de ordem m n. Exemplo: A2×3 = ( 3 4 2 5 1 0 ) é uma matriz de ordem dois por três. EXERCÍCIOS BÁSICOS 1) Os estudantes de um colégio responderam a seguinte pergunta: “Você prefere Matemática ou Português?” Cada estudante escolheu uma única matéria. Os resultados seguem na tabela: Sexo Matéria masculino feminino Matemática 137 98 Português 105 117 a) Quantos estudantes escolheram a Matemática? b) Quantos estudantes do sexo feminino respon- deram à pergunta? c) Quantos estudantes, ao todo, responderam à pergunta? R: R: a) 235 alunos; b) 215 alunos; c) 457 alunos 2) Observe a matriz seguinte e responda: [ 10 0 1 5 1 3 7 9 17 4 6 12 2 11 8 25 ] a) De que tipo ou ordem é a matriz dada? R: 4 por 4 b) Quais são os números da 1ª linha? R: 10, 0, 1 e 5 c) E os da 3ª coluna? R: 1, 7, 12 e 8 d) Qual é o número que está na 2ª linha e na 2ª coluna? R: 3 e) E na 1ª linha e na 4ª coluna? R: 5 f) E na 4ª linha e na 2ª coluna? R: 11 g) Qual o resultado da soma dos números da 𝟐ª coluna? R: 20 EXERCÍCIO DE VESTIBULAR 3)(Enem-2012) Uma pesquisa realizada por estudantes da Faculdade de Estatística mostra, em horas por dia, como os jovens entre 12 e 18 anos gastam seu tempo, tanto durante a semana (de segunda-feira a sexta-feira), como no fim de semana (sábado e domingo). A seguinte tabela ilustra os resultados 2 De acordo com esta pesquisa, quantas horas de seu tempo gasta um jovem entre 12 e 18 anos, na semana inteira (de segunda-feira a domingo), nas atividades escolares? (a) 20 (b) 21 (c) 24 (d) 25 (e) 27 R: (e) 3 . REPRESENTAÇÃO GENÉRICA DE MA- TRIZ O elemento genérico de uma matriz A será indicado por aij em que i representa a linha e j a coluna na qual o elemento se encontra. Uma ma- triz A, do tipo m n será escrita, genericamente, assim: A = ( a11 a12 a13 … a1n a21 a22 … a2n a31 ⋮ am1 ⋮ am2 a3n ⋮ ⋮ am3 amn) ou, simplesmente, por A = (aij)m×n . Lê-se: matriz A, dos elementos aij, do tipo m n. Exemplo: Escrever a matriz A = (aij)2×2 tal que aij = i + j. Resolução: A matriz é do tipo 2 2 então, generica- mente, ( a11 a12 a21 a22 ) Resta descobrir quem são esses termos a11, a12, a21 e a22 usando a sentença aij = i + j. Então, usando os cálculos auxiliares: a11 = 1 + 1 = 2 a12 = 1 + 2 = 3 a21 = 2 + 1 = 3 a22 = 2 + 2 = 4 Logo a matriz ( a11 a12 a21 a22 ) é igual a ( 2 3 3 4 ). EXERCÍCIO BÁSICO 4) Escreva as matrizes: a) A = (aij)2×3 tal que aij = i + j. R: (2 3 43 4 5) b) B = (bij)3×2 tal que bij = i – j. R: ( 0 −1 1 0 2 1 ) c) C = (cij)2×2 de modo que cij = 2i – j. R: (1 03 2) d) D = (dij)3×3 tal que { dij = 0 para i = j dij = 1 para i ≠ j . R: ( 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ) e) E = (eij)2×4 , com eij = |i – j|. R: ( 0 1 2 3 1 0 1 2 ) EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 5) Um técnico de basquetebol descreveu o de- sempenho dos titulares de sua equipe em sete jogos através da matriz: 18172014121819 23221820202218 22141421201920 18212218181615 20182117181718 Cada elemento aij dessa matriz é um número de pontos marcados pelo jogador de número i no jo- go j. a) Quantos pontos marcou o jogador de número 3 no jogo 5? R: 14 b) Quantos pontos marcou a equipe no jogo 4? R: 90 c) Quantos pontos marcou o jogador de número 2 em todos os jogos? R: 128 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 6)(Enem-2018) A Transferência Eletrônica Dis- ponível (TED) é uma transação financeira de valo- res entre diferentes bancos. Um economista deci- de analisar os valores enviados por meio de TEDs entre cinco bancos (1, 2, 3, 4 e 5) durante um mês. Para isso, ele dispõe esses valores ema ma- triz A = [aij], em 1 ≤ i ≤ 5 e 1 ≤ j ≤ 5, e o elemento aij correspondente ao total proveniente das opera- ções feitas via TED, em milhão de real, transferi- dos do banco i para o banco j durante o mês. Ob- serve que os elementos aij = 0, uma vez que o TED é uma transferência entre bancos distintos. Está é a matriz obtida para essa análise: A = [ 0 2 0 2 2 0 1 0 3 0 2 2 0 2 0 2 1 1 1 0 1 0 1 0 0] Com base nessas informações, o banco que transferiu a maior quantia via TED é o banco (a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 4 (b) 5 R: (a) 7)(IFPA-2011) Considere três dias da semana, D1, D2 e D3 e três medidas de temperaturas feitas em uma hortaliça, T1, T2 e T3. A matriz a seguir descreve a medida de temperatura verificada nes- ses três dias da semana. Cada elemento aij da matriz indica a quantidade de temperatura em graus Celsius Ti em cada dia Dj, sendo i ∈ {1, 2, 3} e j ∈ {1, 2, 3}. D1 D2 D3 T1 T2 T3 | 30 35 29 35 37 39 24 26 22 | Analisando a matriz, não podemos afirmar que (a) a temperatura T2, no dia D2, é 37°C. 3 (b) a temperatura T1, no dia D3, é de 29°C. (c) a média das temperaturas, no dia D3, é de 30°C. (d) a soma das temperaturas Ti verificadas nos dias Di, i = 1, 2, 3 é, aproximadamente, 30,8°C. (e) a soma das temperaturas T1 e T3, no dia D1, é 54°C. R: (d) 8)(UF-MT) Os aeroportos 1, 2 e 3 estão interliga- dos por vôos diretos e/ou com escalas. A = (aij), abaixo, descreve a forma de interligação dos mesmos, sendo que: aij = 1 significa que há vôo direto (sem escala) do aeroporto i para o aeroporto j; aij = 0 significa que não há vôo direto do aero- porto i para o aeroporto j. A diagonal principal de A é nula, significando que não há vôo direto de um aeroporto para ele mes- mo. A = ( 0 1 1 1 0 1 0 1 0 ) Seja A2 = A ∙ A = (bij). Se bij ≠ 0 significa que há vôo do aeroporto i para o aeroporto j com uma escala. Com base nessas informações, julgue os itens. a) Há vôo direto do aeroporto 1 para o aeroporto 3, mas não há vôo direto do aeroporto 3 para o 1. b) Há vôo do aeroporto 2 para o aeroporto 3 com uma escala. 9) Uma confecção vai fabricar 3 tipos de roupa utilizando materiais diferentes. Considere a matriz A = (aij) abaixo, A = ( 5 0 2 0 1 3 4 2 1 ) , na qual aij representa quantas unidades do ma- terial j serão empregadas para fabricar uma roupa do tipo i. a) Quantas unidades do material 3 serão em- pregadas na confecção de uma roupa do tipo 2? b) Calcule o total de unidades do material 1 que será empregado para fabricar cinco roupas do tipo 1, quatro roupas do tipo 2 e duas roupas do tipo 3. 10)(Fatec-SP) Seja A = (aij) uma matriz qua- drada de ordem 2 tal que aij = { 2i+jpara i < j i2 + 1 para i ≥ j . Nessas condições: (a) A = ( 2 4 8 3 ) (c) A = ( 2 8 5 5 ) (e) n.d.a. (b) A = ( 2 8 5 6 ) (d) A = ( 2 8 2 5 ) R: (c) 11)(FEI-SP) Se as matrizes A = (aij) e B = (bij) estão assim definidas: { aij = 1 se i = j aij = 0 se i ≠ j { bij = 1 se i + j = 4 bij = 0 se i + j ≠ 4 em que 1 ≤ i ,j ≤ 3, então a matriz A + B é: (a) ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) (c) ( 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ) (e) ( 1 1 0 0 1 1 0 1 0 ) (b) ( 0 0 1 0 1 0 1 0 1 ) (d) ( 1 0 1 0 2 0 1 0 1 ) R: (d) 4 . MATRIZES ESPECIAIS 4.1 Matriz quadrada É toda matriz cujo número de linhas é igual ao número de colunas. Exemplo: A matriz A = [ 2 3 5 1 ] é de ordem dois por dois ou simplesmente ordem 2, simbolicamente A2×2 = [ 2 3 5 1 ] ou simplesmente, A2 = [ 2 3 5 1 ]. Observação: Numa matriz quadrada A de ordem n, os elementos aij tais que i = j formam a diago- nal principal da matriz, e os elementos aij tais que i + j = n + 1 formam a diagonal secundária. 4.2 Matriz identidade É uma matriz quadrada em que todos os elemento da diagonal principal são iguais a 1 e os demais elementos são iguais a zero, seu símbolo é In. Exemplos: I2 = ( 1 0 0 1 ), I3 = ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ). 4.3 Matriz nula É qualquer matriz que possui todos os ele- mentos iguais à zero. Simboliza-se a matriz nula de ordem m n por om×n e a de ordem n por on. Exemplos: O3×2 = ( 0 0 0 0 0 0 ), O2 = [ 0 0 0 0 ], O3 = ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ), O1×4 = [0 0 0 0] 4.4 Matriz transposta Seja A uma matriz de ordem m n denomi- na-se transposta de A a matriz de ordem n m obtida, isto é, trocando-se ordenadamente as li- nhas pelas colunas. Indica-se transposta de A por At. Exemplo: Seja a matriz A = ( 1 2 3 5 7 0 ) 3×2 a sua transposta é At = ( 1 3 7 2 5 0 ) 2×3 . 4 5 . IGUALDADE DE MATRIZES Duas matrizes A e B são iguais se, e somente se, tem a mesma ordem e seus elementos cor- respondentes (que estão na mesma linha e na mesma coluna) são iguais. EXERCÍCIOS BÁSICOS 12) Calcule os termos desconhecidos: a) ( a b c d ) = ( 6 3 5 8 ) R: a = 6; b = 3; c = 5 e d = 8 b) ( x 3 5 2y ) = ( 6 3 5 8 ) R: x = 6 e y = 4 c) [ m n p q] = I2 R: m = 1; n = 0; p = 0 e q = 1 d) ( m 0 0 n + 1 ) = ( 3 0 0 5 ) R: m = 3 e n = 4 e) ( y 0 0 x + y ) = I2 R: x = 0 e y = 1 f) ( x + y b y a – b ) = ( 5 3 1 8 ) R: x = 4; y = 1; a = 11 e b = 3 g) [ a + b 3c 2b c + d ] = [ 5 9 6 17 ] R: a = 2; b = 3; c = 3 e d = 14 h) [ z x2– 5x + 6 0 y – 1 ] = I2 R: x = 2 ou x = 3, y = 2 e z = 1 5 . ADIÇÃO DE MATRIZES Sejam as matrizes A e B de mesma ordem, de- nomina-se adição de A com B, representada por A + B, a matriz C, de mesma ordem de A e B, na qual cada elemento é obtido pela adição dos elementos correspondentes de A e B. EXERCÍCIOS BÁSICOS 13) Dadas as matrizes A = ( 2 4 0 1 ), B = ( 4 1 7 0 ) e C = ( 3 0 5 – 2 ), calcule: a) A + B = R: (6 5 7 1 ) c) B + C = R: ( 7 1 12 −2 ) b) A + C = R: (5 4 5 −1 ) d) A + B + C = R: ( 9 5 12 −1 ) 14) Determine x, y, z e t, sabendo que: a) ( x y z ) + ( 3 1 5 ) = ( 10 4 5 ) R: x = 7; y = 10 e z = 0 b) ( x y z ) + ( y z 4 ) = ( 20 15 9 ) R: x = 10; y = 10 e z = 5 c) [ x y 3 2z ] + [ x 3 t z ] = [ 10 1 4 18 ] R:x = 5; y = ‒ 2; t = 1 e z = 6 d) ( x y 3x t ) + ( y z – y 2 ) = ( 6 7 14 0 ) R: x = 5; y = 1; t =– 2 e z = 6 6 . SUBTRAÇÃO DE MATRIZES Sejam as matrizes A e B de mesma ordem, de- nomina-se subtração de A com B, representada por A – B, a matriz C, de mesma ordem de A e B, na qual cada elemento é obtido pela subtra- ção dos elementos correspondentes de A e B, nessa ordem. EXERCÍCIOS BÁSICOS 15) Calcule: a) [ 8 7 2 ] – [ 3 6 3 ] = R: [ 5 1 −1 ] b) ( 2 3 1 4 ) – ( 0 2 1 5 ) = R: (2 1 0 −1 ) c) ( 1 2 4 6 3 10 ) – ( 0 1 2 6 5 1 ) = R: (1 1 2 0 −2 9 ) 16) Sejam A = ( 2 6 3 ), B = ( 1 6 2 ) e C = ( 0 4 −2 ), calcule: a) A + B – C = b) A – B + C = c) A – B ‒ C = 17) Determine x, y e z sabendo que: a) ( x y z ) – ( 3 5 8 ) = ( 10 – 4 – 6 ) R: x = 13; y = 1 e z = 2 b) ( x y z ) – ( y z 0 ) = ( 15 2 8 ) R: x = 25; y = 10 e z = 8 c) [ x 6 1 2z ] – [ – x 4 – 3 z ] = [ 12 y 4 1 ] R: x = 6; y = 2 e z = 1 d) ( x2 1 y z2 ) – ( 2 – 3 – 5 – 1 ) = (–1 4 8 10 ) R: x = – 1 ou x = 1; y = 3; z = – 3 ou z = 3 EXERCÍCIO DE VESTIBULAR 18)(UFES, modificada) Os valores de x e y que satisfazem a equação matricial (x –2 4 2x ) + ( 2y 7 – 3 1 ) = ( 4 5 1 5 ) são: (a) x = 1 e y = 1 (d) x = 2 e y = –1 (b) x = –1 e y = –1 (e) não dá para somar essas matrizes (c) x = 2 e y = 1 R: (c) 8 . MULTIPLICAÇÃO DE N° REAL POR MATRIZ Se A é uma matriz de elementos aij, e ∝ é um número real, então ∝A é uma matriz cujos ele- mentos são ∝aij. EXERCÍCIOS BÁSICOS 19) Sendo A = ( 2 0 1 4 1 3 ) e B = (0 – 1 2 5 0 6 ), de- termine: a) 5A = R: (10 0 5 20 5 15 ) b) – 2B = R: ( 0 2 – 4 – 10 0 – 12 ) c) 1 2 A = R: (1 0 1/2 2 1/2 3/2 ) d) 2A + B = R: ( 4 1 4 13 2 12 ) e) 5A – O2×3= R: (10 0 520 5 15) 5 20) Se A = ( 1 3 2 0 ), B = ( – 1 3 1 – 2 ) e C = ( 1 2 4 3 ), calcule 3A + 2B – 4C. R: ( 3 7 – 8 – 16 ) 9 . MULTIPLICAÇÃO DE MATRIZES Dada uma matriz A = (aij) do tipo m n e uma matriz B = (bij) do tipo n p, o produto da ma- triz A pela matriz B é a matriz C = (cij) do tipo m p tal que o elemento cij é calculado multipli- cando-se ordenadamente os elementos da linha i, da matriz A, pelos elementos da coluna j, da matriz B, e somando-se os produtos obtidos. Para dizer que a matriz C é o produto de A por B, vamos indicá-la por AB. Observe que só definimos o produto AB de duas matrizes quando o número de colunas de A for igual ao número de linhas de B; além disso, notamos que o produto AB possui o número de linhas de A e o número de colunas de B. EXERCÍCIOS BÁSICOS 21) Determine os produtos: a) ( 6 5 1 0 ) ( 2 4 1 3 ) = R: (17 39 2 4 ) b) ( 5 4 2 1 ) ( 7 4 0 2 ) = R: (35 28 14 10 ) c) ( 4 3 2 0 ) ∙ I2 = R: (4 32 0) d) [ 5 1 3 2 ] [ 0 5 1 6 2 – 1 4 – 3 ] = R: [2 24 4 13 9 27 11 12 ] e) [ 1 3 6 2 5 1 4 0 2 ] [ 5 0 2 4 3 2 ] = R: [ 29 24 23 22 26 4 ] f) (– 1 6 2 1 4 3 ) ( 3 5 –1 2 ) = R: ( – 3 17 – 7 – 8 9 26 ) 22) O quadro abaixo registra os resultados obti- dos por quatro times em um torneio em que todos se enfrentam uma vez: Vitórias Empates Derrotas América 0 1 2 Botafogo 2 1 0 Nacional 0 2 1 Comercial 1 2 0 a) Represente a matriz A = (aij) correspondente. b) Qual é a ordem da matriz A? R: 4 × 3 c) O que representa o elemento 𝐚𝟐𝟑 da matriz A? R: quantidade de derrotas do Botafogo d) Qual o elemento da matriz A que indica a vitó- ria do Comercial? R: a41 e) Considerando que um time ganha três pontos na vitória e um ponto no empate, calcule, fazendo uma multiplicação de matrizes, quantos pontos fez cada time. R: ( 1 7 2 5 ); América, 1pt; Bota Fogo, 7 pts; Nacional, 2 pts; e Comercial, 5 pts f) Qual foi a classificação final do torneio? R: Bota Fogo, campeão; Comercial, vice-campeão; Nacional, 3º lugar; e América, 4º lugar 23) Para a fabricação de caminhões, uma in- dústria montadora precisa de eixos e rodas para seus três modelos de caminhões, com a seguinte especificação: Componentes/modelos A B C Eixos 2 3 4 Rodas 4 6 8 Para os primeiros meses do ano, a produ- ção da fábrica deverá seguir a tabela abaixo: Modelo/Meses Janeiro Fevereiro A 30 20 B 25 18 C 20 15 Usando a multiplicação de matrizes, responda: nessas condições, quantos eixos e quantas rodas são necessários em cada um dos meses para que a montadora atinja a produção planejada? R: 215 eixos e 430 rodas no mês de Janeiro; 154 eixos e 308 rodas no mês de Fevereiro EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 24) Obtenha x, x ∈ ℝ, de modo que a matriz: A = ( x2 – 5x + 6 0 0 x2 – 6x + 8 ) Seja igual à matriz nula de ordem 2. R: S = {2, 3, 4} 25)(Gilberto-2018) Observe as sentenças abai- xo: I) [1 2] ∙ [3 4] II) [ 1 2 ] ∙ [3 4] III) [ 1 2 ] ∙ [ 3 4 ] IV) [ 1 1 2 2 ] ∙ [ 3 3 4 4 ] V) [ 1 1 1 2 2 2 3 3 3 ] ∙ [ 3 3 3 4 4 4 5 5 5 ] VI) [1 2 3 4] ∙ [ 1 2 3 4 ] As possíveis multiplicações de matrizes e que os produtos são matrizes quadradas está em: (a) somente em IV (d) II, IV, V e VI (b) somente em V (e) Nenhuma é possível (c) IV e V R: (d) EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 26)(Enem-2012) Um aluno registrou as notas bimestrais de algumas de suas disciplinas numa tabela. Ele observou que as entradas numéricas da tabela formavam uma matriz 4 4, e que poderia calcular as médias anuais dessas disciplinas usan- do produto de matrizes. Todas as provas possuíam o mesmo peso, e a tabela que ele conseguiu é mostrada a seguir. 6 Para obter essas médias, ele multiplicou a matriz obtida a partir da tabela por: (a) [ 1 2 1 2 1 2 1 2 ] (c) [ 1 1 1 1 ] (e) [ 1 4 1 4 1 4 1 4] (b) [ 1 4 1 4 1 4 1 4 ] (d) [ 1 2 1 2 1 2 1 2] R: (e) 27)(Unificado-RJ) Cláudio anotou suas médias bimestrais de matemática, português, ciências e estudos sociais em uma tabela com quatro linhas e quatro colunas, formando uma matriz, como mostra a figura: 1º b 2º b 3º b 4º b Matemática 5,0 4,5 6,2 5,9 Português 8,4 6,5 7,1 6,6 ciências 9,0 7,8 6,8 8,6 est. sociais 7,7 5,9 5,6 6,2 Sabe-se que as notas de todos os bimes- tres têm o mesmo peso, isto é, para calcular a média anual do aluno em cada matéria basta fazer a média aritmética de suas médias bimestrais. Para gerar uma nova matriz cujos elementos re- presentem as médias anuais de Cláudio, na mes- ma ordem acima apresentada, bastará multiplicar essa matriz por: (a) [ 1 2 1 2 1 2 1 2 ] (c) [ 1 1 1 1 ] (e) [ 1 4 1 4 1 4 1 4] (b) [ 1 4 1 4 1 4 1 4 ] (d) [ 1 2 1 2 1 2 1 2] R: (e) 28)(UFRS) A matriz C fornece, em reais, o custo das porções de arroz, carne e salada usados num restaurante. A matriz P fornece o número de por- ções de arroz, carne e salada usados na composi- ção dos pratos tipo P1, P2, P3 desse restaurante. arroz carne salada C = ( 1 3 2 ) arroz carne salada P = ( 2 1 1 1 2 1 2 2 0 ) prato P1 prato P2 prato P3 A matriz que fornece o custo de produção, em reais, dos pratos P1, P2 e P3 é: (a) ( 7 9 8 ) (b) ( 4 4 4 ) (c) ( 9 11 4 ) (d) ( 2 6 8 ) (e) ( 2 2 4 ) R: (a) 29)(Unama-2006/2) Nas matrizes 00,000.6$RZ 00,800.5$RY 00,600.5$RX UnitárioeçoPrModelo A e 402015Trimestreº2 503025Trimestreº1 ZYXModelo\Trimestre B estão repre- sentados os preços unitário das motonetas em função do modelo e a quantidade vendida no 1º e 2º trimestres de 2006 por uma revendedora de motonetas, respectivamente. Com base nesses dados, podemos afirmar que a receita obtida por essa revendedora no 1º trimestre de 2006 foi de: (a) R$ 720 000,00 (c) R$ 560 000,00 (b) R$ 614 000,00 (d) R$ 440 000,00 R: (b) 30)(UEPA-2012) O cálcio é essencial para a transmissão nervosa, coagulação do sangue e con- tração muscular; atua também na respiração celu- lar, além de garantir uma boa formação e manu- tenção de ossos e dentes. A tabela 1 abaixo mos- tra que a ingestão diária recomendada de cálcio por pessoa varia com a idade. TABELA 1 IDADE CÁLCIO (mg/dia) 4 a 8 anos 800 9 a 13 anos 1 300 14 a 18 anos 1 300 19 a 50 anos 1 000 (Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Cálcio) Foi por essa importância que o cálcio tem para o corpo humano que a diretora de uma escola resolveu calcular a quantidade de cálcio que teria de usar nas refeições diárias dos seus alunos para suprir a essa necessidade. A tabela 2 abaixo mostra a quantidade de alunos por idade existente nessa escola. TABELA 2 IDADE ALUNOS 4 a 8 anos 60 9 a 13 anos 100 14 a 18 anos 80 7 19 a 50 anos 40 A quantidade diária de cálcio, em mg, que teria que usar nas refeições desses alunos é: (a) 286 000 (c) 300 000 (e) 322 000 (b) 294 000 (d) 310 000 R: (e) 31)(UEPA-2008) Uma campanha foi deflagrada para angariar alimentos não perecíveis com o ob- jetivo de amenizar problemas gerados em uma região assolada pelas secas. Os alimentos doados foram: arroz; feijão e açúcar, todos em sacos de 1 kg, totalizando 1 436 kg desses alimentos. Sabe-se que a terça parte do número de sacos de feijão, somados aos 2 11 do número de sacos de açúcar, dá um total de 292 kg e que há 144 kg de açúcar a mais que de feijão. Se X é a quantidade de sacos de arroz; Y a quantidade de sacos de feijão e Z a quantidade de sacos de açúcar, a representação matricial do sistema formado, tomando por base esses dados, é: (a) [ 1 1 1 0 11 6 0 −1 1 ] ∙ [ X Y Z ] = [ 1436 9636 144 ] (b) [ 1 1 1 0 11 6 0 −1 1 ] ∙ [ X Y Z ] = [ 1436 1606 144 ] (c) [ 1 1 1 0 11 6 0 −1 1 ] ∙ [ X Y Z ] = [ 9636 1436 144 ] (d) [ 1 −1 1 0 11 6 0 −1 1 ] ∙ [ X Y Z ] = [ 9636 1436 144 ] (e) [ 1 1 1 0 11 6 0 1 −1 ] ∙ [ X Y Z ] = [ 9636 1436 144 ] R: (a) 32)(UEPA-2006) Para a confecção de um cartaz, uma gráfica dispõe das cores: preto, amarelo, vermelho e azul, cujas doses têm preços unitários, em reais, representado pela matriz A abaixo. Atendendo à solicitação do cliente, a gráfica apre- sentou um orçamento com as possíveis combina- ções de cores, cujas quantidades de doses utiliza- das em cada cartaz estão representadas pela ma- triz B abaixo. Nessas condições, o cartaz de menor custo terá preço de: Dados: A = [ 1 2 3 4 ] → preto → amarelo → vermelho → azul B = [ 2 1 1 1 1 1 2 1 2 2 0 1 1 0 1 2 ] → cartaz 1 → cartaz 2 → cartaz 3 → cartaz 4 (a) R$ 13,00 (c) R$ 11,00 (e) R$ 9,00 (b) R$ 12,00 (d) R$ 10,00 R: (d) 33)(UFPA-2009) Pedro, João e Antônio comerci- alizam três tipos de fruta com períodos de safra parecidos: manga, abacate e cupuaçu. No período da safra os três vendem o quilo de cada uma des- sas frutas por R$ 1,00, R$ 2,00 e R$ 3,00 e, na en- tressafra, por R$ 2,00, R$ 3,00 e R$ 6,00. Sobre a comercialização dessas frutas, considere que A = [ 1 2 3 2 4 6 ], matriz que representa o preço das frutas na safra e na entressafra; B = [ 20 25 15 15 20 10 10 15 5 ], matriz que representa uma quantidade (kg) comercializada dessas frutas; C = [ t u v y w z], matriz que representa o produto A ∙ B, em que a 1ª, 2ª e 3ª colunas representam o valor arrecadado, respectivamente, por Pedro, João e Antônio, com a venda dessa quantidade de frutas. Sobre o valor arrecadado na venda, é cor- reto afirmar que (a) Na safra, com a venda de 20 kg de manga, 25 kg der abacate e 5 kg de cupuaçu, Pedro arrecadou t = R$ 85,00. (b) Na entressafra, com a venda de 10 kg de manga, 15 kg de abacate e 5 kg de cupuaçu, Antô- nio arrecadou z = R$ 110,00. (c) Na safra, com a venda de 25 kg de manga, 20 kg de abacate e 15 kg de cupuaçu, João u = R$ 110,00. (d) Na entressafra, com a venda de 20 kg de manga, 25 kg de abacate e 5 kg de cupuaçu, João arrecadou w = R$ 170,00. (e) Na entressafra, com a venda de 15 kg de manga, 20 kg de abacate e 10 kg de cupuaçu, Pe- dro arrecadando y = R$ 170,00. R: (c) EXERCÍCIOS NÃO CONTEXTUALIZADOS DE VESTIBULARES 34)(PUC-SP) São dadas as matrizes A = (aij) e B = (bij), quadradas de ordem 2, com aij = 3i + 4j e bij = ‒ 4i ‒ 3j. Se C = A + B, então C 2 é igual a: (a) ( 1 0 0 1 ) (c) ( 1 0 0 1 ) (e) ( –1 0 0 – 1 ) (b) ( 0 1 1 0 ) (d) ( 0 – 1 – 1 0 ) R: (e) 35)(PUCC-SP) Seja a matriz A = (aij)2×2 , onde aij = { i + j se i = j i – j se i ≠ j . Se At é a matriz transposta de A, então a matriz B = A2 – At é igual a: (a) [4 –10 7 14 ] (c) [3 – 7 7 11 ] (e) [2 – 8 2 16 ] (b) [ 3 – 3 – 1 17 ] (d) [ 2 0 –1 12 ] R: (c) 36)(FGV-SP) Sendo A = [ 0 2 1 2 0], obtenha a matriz A2 + A3. 8 37)(Unifor-CE) Os números reais x e y que sa- tisfazem o sistema matricial [ 1 2 2 –1 ] [ x y] = [ 4 – 2 ] são tais que seu produto é igual a: (a) – 2 (b) – 1 (c) 0 (d) 1 (e) 2 R: (c) EXERCÍCIOS ANALÍTICO-DISCURSIVOS DE VESTIBULARES 38)(UFPA-2001) Numa farmácia de manipula- ção, para fazer dois tipos de medicamentos (I e II), o farmacêutico precisa das substâncias A, B e C, expressas na tabela abaixo, em gramas: A B C I 10 30 60 II 20 50 30 As substâncias podem ser compradas em dois for- necedores: F1 e F2. O custo por grama das subs- tâncias em cada fornecedor está expresso em re- ais na tabela a seguir: F1 F2 A 4 2 B 5 4 C 3 5 Após construir a matriz cujos elementos in- dicam o preço de custo dos medicamentos pelo fornecedor, calcule os valores das despesas se a compra for toda feita no mesmo fornecedor. Con- siderando que o pagamento é feito à vista, deter- mine como o farmacêutico pode combinar a com- pra das três substâncias de modo a gastar o mí- nimo possível. EXERCÍCIOS EXTRAS 39) Dois alunos A e B, apresentaram a seguinte pontuação em uma prova de português e em outra de matemática: Português Matemática aluno A 4 6 aluno B 9 3 a) Se o peso da prova de português é 3 e o da prova de matemática é x, obtenha, através de produto de matrizes, a matriz que fornece a pon- tuação total dos alunos A e B. b) Qual deve ser o valor de x a fim de que A e B apresentam mesma pontuação final? 40) Um fast-food de sanduíches naturais vende dois tipos de sanduíche, A e B, utilizando os ingre- dientes (queijo, atum, salada, rosbife) nas seguin- tes quantidades (em gramas) por sanduíches: Sanduíche A Sanduíche B queijo 18 g 10 g salada 26 g 33 g rosbife 23 g 12 g atum - 16 g Durante um almoço foram vendidos 6 san- duíches do tipo A e 10 sanduíches do tipo B. Qual foi a quantidade necessária de cada ingrediente para a preparação desses 16 sanduíches? Repre- sente-a na forma de produto de matrizes. 10 . MATRIZ INVERSA Dada uma matriz quadrada A, de ordem n, se X é uma matriz tal que AX = In e XA = In, então X é denominada matriz inversa de A e é indicada por A−1. Quando existe a matriz inversa de A, dize- mos que A é uma matriz inversível ou não- singular. EXERCÍCIO PROPOSTO 41) Determine, se existir, a inversa de cada uma das seguintes matrizes: a) A = ( 1 3 0 2 ) R: (1 – 3/2 0 1/2 ) c) A = ( 2 3 4 5 ) R: (– 5/2 3/2 2 – 1 ) b) A = ( 5 8 2 5 ) R:( 1 – 2 – 1/2 5/4 ) d) A = ( 1 2 1 3 ) R: ( 3 – 2 – 1 1 ) (Veja a resolução ) 11 . DETERMINANTES Toda matriz quadrada tem, associado a ela, um número chamado de determinante da ma- triz, obtido a partir de operações que envolvem todos os elementos da matriz. Os determinantes são usados, por exemplo, para resolver sistemas lineares como o seguinte, chamado de sistema linear 3 3 (de três equa- ções, com três incógnitas): { x + 2y + z = 4 3x – 5y + z = 1 4x + y – 2z = 0 Muito utilizado também em geometria ana- lítica, por exemplo, para cálculo de área de triân- gulo, encontrar equação da reta e verificar se três pontos são colineares. 11.1 Determinante de matriz de ordem 1 Sejam as matrizes A = [4] e B = [– 2], o de- terminante da matriz A é igual a 4, simbolicamen- te det A = 4 e o det B = – 2. 11.2 Determinante de matriz de ordem 2 Se A é uma matriz quadrada de ordem 2, calcu- lamos o seu determinante fazendo o produto dos elementos da diagonal principal menos o produto dos elementos da diagonal secundária. Dada a matriz A = [ a11 a12 a21 a22 ], indicamos seu determinante assim: det A = a11 ∙ a22 – a12 ∙ a21 ou | a11 a12 a21 a22 | = a11 ∙ a22 – a12 ∙ a21 EXERCÍCIOS BÁSICOS 42) Calcule os determinantes: a) | 6 2 4 3 | = R: 10 d) |– 3 –8 1 2 | = R: 2 http://professorgilbertosantos-leituras.blogspot.com.br/2014/07/resolucao-da-17-iten-b-da-apostila-de.html 9 b) | 6 10 3 5 | = R: 0 e) | 1 + √5 3 4 1 – √5 | = R: -16 c) |– 5 – 2 3 2 | = R: -4 f) | a a + 1 b b + 1 | = R: a – b 43) Calcule det A, sendo: a) A = (aij) uma matriz quadrada de 2 a ordem, com aij = i 2 + ij; R: – 2 b) A a matriz dos coeficientes das incógnitas do sistema { 7x – 3y = 10 2x + 5y = 6 , na posição em que apare- cem. R: 41 44) Se a = | 1 3 –2 5 |, b = | 2 6 3 10 | e c = | 2 8 0 – 1 |, calcule o valor de a2 + 3b – 2c. R: 131 45) Resolva as equações: a) |x – 2 6 3 5 | = 2 b) | x + 3 5 1 x – 1 | = 0 R: S = {6} R: S = {– 4, 2} 46)(UFSC) Determine o valor de x para que o determinante da matriz 𝐂 = 𝐀𝐁𝐭 seja igual a 602, em que A = [1 2 –3 4 1 2 ], B = [ x – 1 8 –5 – 2 7 4 ] e 𝐁𝐭 é a matriz transposta de B. R: S = {56} 11.3 Determinante de matriz de ordem 3 Pode-se obter o determinante de matriz quadrada de 3a ordem utilizando uma regra prática denominada regra de Sarrus: Seja a matriz A = | a11 a12 a13 a21 a22 a23 a31 a32 a33 | Repete-se a 1a e a 2a coluna à direita da matriz, conforme o esquema abaixo: | a11 a12 a13 a21 a22 a23 a31 a32 a33 | a11 a12 a21 a22 a31 a32 Em seguida faz-se o produto dos elementos da diagonal principal a11a12a13 e as suas duas pa- ralelas a12a23a31 e a13a21a32. Depois faz-se o pro- duto dos elementos da diagonal secundária a31a22a13 e as sua duas paralelas a32a23a11 e a33a21a12. No final soma-se os produtos assim ob- tidos, invertendo o sinal dos produtos da diagonal secundária e as sua paralelas. Exemplo: Seja a matriz A abaixo, A = [ 3 1 5 2 0 – 2 – 1 4 – 3 ], calcular o determinante da ma- triz. Resolução: det A = 0 + 2 + 40 + 0 + 24 + 6 = det A = 72 EXERCÍCIOS BÁSICOS 47) Aplicando a regra de Sarrus, calcule os de- terminantes: a) | 3 2 1 5 0 4 2 3 1 | = R: – 15 f) | 2 1 −2 3 −1 0 4 1 −3 | = R: 1 b) | 1 2 0 1 4 4 1 8 0 | = R: – 24 g) | a 0 0 0 b a 0 1 1 | = R: ab – a2 ou a(b – a) c) | 2 2 0 1 1 1 4 3 0 | = R: 2 h) | 1 0 a 0 1 a a a 1 | = R: 1 – 2a2 d) | 3 0 8 0 7 7 4 9 0 | = R: -413 i) | 0 0 5 8 10 3 0 7 4 | = R: 280 e) | 3 5 −1 0 4 2 0 0 −2 | = R: – 24 48) Seja A = (aij) a matriz quadrada de ordem 3 em que aij = { 0, se i < 1 1 + j, se i = j 1 – j, se i > j . Calcule det A. R: 48 49) Sabendo que x = | 1 3 2 2 | e y = | 1 3 1 2 2 1 3 1 3 |, determine x2 – 2y. 50) Resolva a equação | 2 3 –2 0 1 x 2 x –3 | = 2. R: S = {1, 2} (Veja a resolução dessa questão ) 51) Para que valores de x o determinante | 2 4 1 2 4 x 3 1 2 | é positivo? R: S = {x ∈ ℝ/x > 1} (Veja a resolução dessa ques- tão ) 52) Lembrando que sen2 x + cos2 x = 1, calcule o determinante associado à matriz quadrada A = ( sen x cos2 x 1 sen x cos x 0 sen x 1 1 ). 53) Se a = | 2 1 –2 3 –1 0 4 1 –3 | e b = | – 1 0 2 2 –1 0 3 4 1 |, calcu- le a2 ‒ ab + 3b. R: 47 54) Seja a matriz quadrada A = | x + 1 3 x 3 x 1 x 2 x – 1 |. Calcule x de modo que det A = 0. R: S = {7/3} (Veja a resolução dessa questão ) https://onedrive.live.com/redir?resid=96A7D4D18D04A675!35431&authkey=!ABLH3JHmiqY64Dk&v=3&ithint=photo%2cjpg http://professorgilbertosantos-leituras.blogspot.com.br/2014/07/r.html http://professorgilbertosantos-leituras.blogspot.com.br/2014/07/r.html http://professorgilbertosantos-leituras.blogspot.com.br/2014/07/f.html http://professorgilbertosantos-leituras.blogspot.com.br/2014/07/f.html 10 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 55)(PUC-MG) Considere as matrizes A = [ 2 – 1 0 1 – 2 2 ] e B = [ 0 1 2 1 2 1 ]. O valor de det (AB) é: (a) – 6 (b) – 4 (c) 0 (d) 4 (e) 6 R: (c) 56)(UEPA-2001) A matriz A = (aij)3×3 é tal que aij = { i+j 2 , i ≠ j i−j 2 , i = j . O determinante dessa matriz vale: R: 15 57)(FGV-SP) Se | a b c d | = 0, então o valor do determinante| a b 0 0 d 1 c 0 2 | é: R: (d) (a) 0 (b) bc (c) 2bc (d) 3bc (e) b2c2 58)(UFOP-MG) O determinante da matriz [ cos 2π sen π 2 senπ log 1 log2 2 tg π 4 sen 3π 2 cos π log3 27] é igual a: (a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 4 (e) nda 59)(UFRS) Na equação seguinte: | 0 cos x sen x 0 sen x cos x cos2 x + sen2 x 0 0 | = 1 um possível valor para x é: (a) 0 (b) π 6 (c) π 4 (d) π 3 (e) π 2 60)(FEI-SP) O valor do determinante | 1 0 1 cos x sen x 0 0 cos x sen x | é: (a) 0 (c) 2 ∙ sen x ∙ cos x (e) – 1 (b) 1 (d) – 2 ∙ sen x ∙ cos x 61)(CESUPA-2012) Se A e B são matrizes qua- dradas de segunda ordem e det A = 4 e det B = 2, o valor do det (A⋅5B) é: (a) 200 (b) 120 (c) 80 (d) 40 62)(CESUPA-2011) Sendo A = [ a a a a b b a b c ] e det A = 5, o valor da expressão det (2A) – det (At) – det (– A) é igual a (a) 40 (b) 30 (c) 20 (d) 10 63)(CESUPA-2010) Considere as matrizes A = [ x – 1 – 2 8 7 –5 4 ], B = [ 1 4 2 1 – 3 2 ], C = 𝐀𝐭 ∙ B. Para que o determinante da matriz C seja nulo, x deve ter um valor igual a (a) 50 (b) 30 (c) – 30 (d) – 50 R: (c) 64)(CESUPA-2008) Considere as matrizes: A = [ a d g b e h c f i ], B = [ a b c d e f g h i ] e C = [ 3a 3d 3g 3b 3e 3h 3c 3f 3i ] Se det A = K (K ≠ 0), então det A + det B + det C é igual a (a) 3K (b) 5K (c) 27K (d) 29K 65)(CESUPA-2007) Considerando A e B matri- zes quadradas de ordem n, podemos dizer que: (a) det (A + B) = det A + det B (b) det A = – det At (c) (det A) ∙ (det A – 1) = 1 (d) det (3A) = 3 ∙ det A Uma esfera ou um pneu são objetos simétricos. Objetos desse tipo são classificados como grupos de Lie. Uma das mais complicadas estruturas desse tipo já estudadas é o Excepcional Grupo de Lie E8. Ele é um objeto de 57 dimensões e para descrevê-lo é necessária uma matriz de 453.060 linhas e colunas. Nunca deixe que lhe digam: Que não vale a pena Acreditar no sonho que se tem Ou que seus planos Nunca vão dar certo Ou que você nunca Vai ser alguém... Renato Russo Apostila atualizada em 11/5/2019 Gostou da Apostila? Você a encontra no site: http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/apostilas- de-matematica Link! Dê uma olhada. Referências DANTE, L.R. Matemática: Contexto & Aplicações. 1. Ed. São Paulo: Ática, 2000, v.3. http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/apostilas-de-matematica http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/apostilas-de-matematica
Compartilhar