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Estudo de algebra linear, Exercícios de Engenharia Mecânica

Exercício Resolvido de Algebra Linear, achar base (vetor gera e é LI) para o sistema dado.

Tipologia: Exercícios

Antes de 2010

Compartilhado em 25/11/2010

sonaly-lima-1
sonaly-lima-1 🇧🇷

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Questão 14 - Lista de Exercícios 2
Encontre os valores de λ tais que o sistema homogê nio (A - λI) X = 0 tem solução não trivial e para
estes valores de λ, encontre uma base pa ra o espaço - solução, para as matrizes dadas:
Matriz:
0 0 1
1 0 -3
0 1 3
(A - λI) X = 0
Então A é a matriz dada, λ é um escalar qualquer, I é a matriz identidade
0 0 1 1 0 0
1 0 -3 - λ0 1 0
0 1 3 0 0 1
Então resultado será igual:
(-λ) 0 1
1 (-λ) -3 * Para que este sistema admita solução não trivial,
0 1 3-λsegundo o teorema abaixo descrito deve possui
o determinante = 0
Teorema: uma matriz quadrada a é inversível se, e
somente se, det(A) for diferente de zero, sendo que
matrizes inversíveis so possuem solução trivial.
(-λ) 0 1
1 (-λ) -3 Permutar 2ª linha com a 1ª linha
0 1 3-λ
1 (-λ) -3 2ª linha = (1ª linha x λ) + 2ª linha
(-λ) 0 1
0 1 3-λ
1 (-λ) -3
0 (-λ²) (-3+λ) Permutar 3ª linha com a 2ª linha
0 1 3-λ
1 (-λ) -3
0 1 3-λ3ª linha = (2ª linha x λ²) + 3ª linha
0 (-λ²) (-3λ+1)
1 (-λ) -3
0 1 3-λ
0 0
1 (-λ) -3
0 1 3-λPassar termo comum para fora m ultiplicando
0 0 1
Det (A) = 1 x (3-λ)(λ²) +(-3λ+1) = 0
0
3λ² - λ³ - 3λ + 1 = 0
Testar valores para λ
λ = 1
(-1)³ + 3.1² - 3.1 + 1 = 0
0 = 0
Então uma das raizes da equação de 3º grau = λ = 1
(λ - 1) (λ² - 2λ + 1) = 3λ² - λ³ - 3λ + 1 = 0
logo minhas 3 raizes da equação será igual a 1
Então λ = 1
Os valores de λ para o sistema homogenio ter solução não trivial: λ = 1, pois det=0 e
para ter solução trivial a matriz deve ser irreversível e o seu det diferente de zero
* Primeiro Passo: Montar a Equação dada
* Segundo passo : Escalonar matriz e calcular determinante e achar valor de λ
(3-λ)(λ²) +(-3λ+1)
(3-λ)(λ²) +(-3λ+1)
Profº. Cristiano - Puc minas - Contagem - 2º Período de Engenharia Mecânica
Estudo para 3ª Prova de Algebra Linear
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Questão 14 - Lista de Exercícios 2 Encontre os valores de λ tais que o sistema homogênio (A - λI) X = 0 tem solução não trivial e para estes valores de λ, encontre uma base para o espaço - solução, para as matrizes dadas:

Matriz: 0 0 1 1 0 - 0 1 3

(A - λI) X = 0

Então A é a matriz dada, λ é um escalar qualquer, I é a matriz identidade

1 0 -3 - λ 0 1 0 0 1 3 0 0 1

Então resultado será igual:

(-λ) 0 1 1 (-λ) -3 * Para que este sistema admita solução não trivial, 0 1 3-λ segundo o teorema abaixo descrito deve possui o determinante = 0

Teorema: uma matriz quadrada a é inversível se, e somente se, det(A) for diferente de zero, sendo que matrizes inversíveis so possuem solução trivial.

(-λ) 0 1 1 (-λ) -3 Permutar 2ª linha com a 1ª linha 0 1 3-λ

1 (-λ) -3 2ª linha = (1ª linha x λ) + 2ª linha (-λ) 0 1 0 1 3-λ

1 (-λ) - 0 (-λ²) (-3+λ) Permutar 3ª linha com a 2ª linha 0 1 3-λ

1 (-λ) - 0 1 3-λ 3ª linha = (2ª linha x λ²) + 3ª linha 0 (-λ²) (-3λ+1)

1 (-λ) - 0 1 3-λ 0 0

1 (-λ) - 0 1 3-λ Passar termo comum para fora multiplicando 0 0 1

Det (A) = 1 x (3-λ)(λ²) +(-3λ+1) = 0

3 λ² - λ³ - 3λ + 1 = 0 Testar valores para λ λ = 1 (-1)³ + 3.1² - 3.1 + 1 = 0 0 = 0 Então uma das raizes da equação de 3º grau = λ = 1

(λ - 1) (λ² - 2λ + 1) = 3λ² - λ³ - 3λ + 1 = 0

logo minhas 3 raizes da equação será igual a 1

Então λ = 1

Os valores de λ para o sistema homogenio ter solução não trivial: λ = 1, pois det=0 e para ter solução trivial a matriz deve ser irreversível e o seu det diferente de zero

  • Primeiro Passo: Montar a Equação dada

  • Segundo passo : Escalonar matriz e calcular determinante e achar valor de λ

(3-λ)(λ²) +(-3λ+1)

(3-λ)(λ²) +(-3λ+1)

Profº. Cristiano - Puc minas - Contagem - 2º Período de Engenharia Mecânica

Estudo para 3ª Prova de Algebra Linear

1 (-λ) - 0 1 3-λ 0 (-λ²) (-3λ+1)

0 1 2 Escalonando a matriz: 0 (-1) (-2)

Logo temos que: variaveis lideres: X1, X2 Parametros: X3 = t

X1 - X3 = 0 X1 = t X2 + 2X3 = 0 X2 = -2t

(X1, X2, X3) = t (1, -2 , 1)

[s] = < 1, -2, 1 >

O vetor < 1, -2, 1 > gera o espaço solução pois a combinação linear deste vetor gera todos os vetores do espaço solução

vetor < 1, -2 , 1 >

Escalonar o sistema:

1 0 Como a única solução para os coeficientes é nula, então 0 0 o vetor é L I, então não é possivel expressa-lo como combina 0 0 ção linear dos outros.

Então: Logo se o vetor gera o espaço solução e ele é L I, então o vetor base para o espaço solução

e:

B = < 1, -2 , 1 >

  • Quarto passo verificar se o vetor é L I

  • Terceiro passo substituir os valores de λ na raiz e achar gerador