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Guias e Dicas
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Listas de Exercícios Álgebra Linear, Exercícios de Álgebra

Matrizes, sistema linear homogêneo, subespaços vetoriais, base e a dimensão do espaço, transformações lineares, teorema do núcleo e da imagem, Isomorfi smo e Automorfi smo.

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 30/10/2021

Aline_de_Aquino
Aline_de_Aquino 🇧🇷

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bg1
UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
INMA - Intituto de Matem´atica - ´
Algebra Linear
1a
¯Lista de Exerc´ıcios
1. Dadas A=
13 2
2 1 3
431
,B=
1 4 1 0
2 1 1 1
12 1 2
eC=
2 1 12
3211
251 0
,
mostre que AB =AC.
2. Encontre a matriz A2, onde A="2 1
3 2 #.
3. Se A="32
4 3 #, ache B, de modo que B2=A.
4. Um construtor tem contratos para construir 3 estilos de casa: moderno, mediterrˆaneo e colo-
nial. A quantidade de material empregada em cada tipo de casa ´e dada pela matriz:
Ferro Madeira Vidro Tinta Tijolo
Moderno 5 20 16 7 17
Mediterrˆaneo 7 18 12 9 21
Colonial 6 25 8 5 13
(a) Se ele vai construir 5, 7 e 12 casas dos tipos moderno, mediterrˆaneo e colonial, respecti-
vamente, quantas unidades de cada material ser˜ao empregadas?
(b) Suponha, agora, que os pre¸cos por unidade de ferro, madeira, vidro, tinta e tijolo sejam,
respectivamente, 15, 8, 5, 1 e 10 u.c.p. Qual ´e o pre¸co unit´ario da cada tipo de casa?
(c) Qual o custo total do material empregado?
5. Efetue os produtos AB eBA, onde
A=
2
1
1
eB=h1 2 1 i.
6. Mostre que A26A +5I2=0, se A="2 3
1 4 #.
7. Determine uma matriz A= (aij)M2(R)tal que A6=0matriz nula e A2=0matriz nula.
8. Se A, B Mn(R)ao tais que AB =0(matriz nula), pode-se concluir que BA tamb´em ´e a
matriz nula? Prove ou e um contra-exemplo.
9. Se A, B Mn(R)e se AB =BA, prove que:
(a) (AB)2=A22AB +B2(b) (AB)(A+B) = A2B2.
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pf4

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UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

INMA - Intituto de Matem´atica - ´Algebra Linear

1 a¯ Lista de Exerc´ıcios

  1. Dadas A =

, B =

 e C =

mostre que AB = AC.

  1. Encontre a matriz A^2 , onde A =

[

]

  1. Se A =

[

]

, ache B, de modo que B^2 = A.

  1. Um construtor tem contratos para construir 3 estilos de casa: moderno, mediterrˆaneo e colo- nial. A quantidade de material empregada em cada tipo de casa ´e dada pela matriz: Ferro Madeira Vidro Tinta Tijolo Moderno 5 20 16 7 17 Mediterrˆaneo 7 18 12 9 21 Colonial 6 25 8 5 13 (a) Se ele vai construir 5, 7 e 12 casas dos tipos moderno, mediterrˆaneo e colonial, respecti- vamente, quantas unidades de cada material ser˜ao empregadas? (b) Suponha, agora, que os pre¸cos por unidade de ferro, madeira, vidro, tinta e tijolo sejam, respectivamente, 15, 8, 5, 1 e 10 u.c.p. Qual ´e o pre¸co unit´ario da cada tipo de casa? (c) Qual o custo total do material empregado?
  2. Efetue os produtos AB e BA, onde

A =

 e B =^ [ 1 2 1 ].

  1. Mostre que A^2 − 6A + 5I 2 = 0 , se A =

[

]

  1. Determine uma matriz A = (aij) ∈ M 2 (R) tal que A 6 = 0 matriz nula e A^2 = 0 matriz nula.
  2. Se A, B ∈ Mn(R) s˜ao tais que AB = 0 (matriz nula), pode-se concluir que BA tamb´em ´e a matriz nula? Prove ou dˆe um contra-exemplo.
  3. Se A, B ∈ Mn(R) e se AB = BA, prove que:

(a) (A − B)^2 = A^2 − 2AB + B^2 (b) (A − B)(A + B) = A^2 − B^2.

  1. Mostre que as matrizes da forma

[

(^1 1) y y 1

]

onde y ∈ R, y 6 = 0 , verificam a equa¸c˜ao X^2 −2X = 0.

  1. Determine as matrizes quadradas de ordem 3 que comutam com a matriz  

a 1 0 0 a 1 0 0 a

onde a ´e um n´umero real.

  1. Se A e B s˜ao matrizes de ordem 2 que comutam com a matriz [ 0 1 − 1 0

]

mostre que AB = BA.

  1. Dada uma matriz A = (aij) ∈ Mm×n(R), chama-se transposta de A, e denota-se por At^ a

matriz At^ = (bji) ∈ Mn×m, onde bji = aij. Se A =

[

2 x^2 2x − 1 0

]

, encontre o valor de x tal que At^ = A.

  1. Em cada caso, verifique se a matriz dada ´e invert´ıvel e, se o for, determine a sua inversa.

(a)

[

]

(b)

[

]

(c)

 (d)

(e)

 (f)

 (g)

 (h)

(i)

 (j)

 (k)

  1. Mostre que a matriz abaixo ´e invert´ıvel para quaisquer a, b e c ∈ R.

 

a 1 0 b c 1

  1. Determine a ∈ R a fim de que a matriz abaixo seja invert´ıvel em M 3 (R).

 

1 2 a

  1. Seja A uma matriz quadrada invert´ıvel. Mostre que A−^1 tamb´em ´e invert´ıvel e que (A−^1 )−^1 = A.
  2. Se A, B e C s˜ao matrizes invert´ıveis de mesma ordem, determine a matriz X de maneira que A(B−^1 X) = C−^1 A.
  1. Discuta e resolva os seguintes sistemas lineares (em fun¸c˜ao de a):

(a)

x + y − az = 0 ax + y − z = 2 − a x + ay − z = −a

(b)

ax + 2y = 6 3x − y = − 2 x + y = 0

  1. Determine os valores de  m para os quais o sistema ´e determinado:

   

x + 2y − 2z − t = 1 2x − 2y − 2z − 3t = − 1 2x − 2y − z − 5t = 9 3x − y + z − mt = 0

  1. Determine os valores de  k para que o sistema homogˆeneo  

2x − 5y + 2z = 0 x + y + z = 0 2x + kz = 0 tenha uma solu¸c˜ao distinta da solu¸c˜ao trivial (x = y = z = 0 ).

  1. Dado o sistema linear

  

3x + 5y + 12z − w = − 3 x + y + 4z − w = − 6 2y + 2z + w = 5 (a) Discuta a solu¸c˜ao do sistema. (b) Acrescente a equa¸c˜ao 2z + kw = 9 a este sistema; encontre um valor de k que torne o sistema incompat´ıvel.

  1. Fa¸ca o balanceamento das rea¸c˜oes:

(a) N 2 O 5 → NO 2 + O 2 ( decomposi¸c˜ao t´ermica do N 2 O 5 ) (b) HF + SiO 2 → SiF 4 + H 2 O ( dissolu¸c˜ao do vidro em HF ) (c) (NH 4 ) 2 CO 3 → NH 3 + H 2 O + CO 2 ( decomposi¸c˜ao t´ermica do (NH 4 ) 2 CO 3 )

  1. Bronze ´e uma liga de cobre e zinco, na qual a porcentagem de cobre varia geralmente entre 60 % e 70 %. Usando dois tipos de bronze, um com 62 % e outro com 70 % de cobre, deseja-se obter uma tonelada de bronze com exatamente 65 % de cobre. Quantos quilos do primeiro tipo de bronze e quanto quilos do segundo devem ser usados?
  2. A¸co fino ´e uma liga de ferro, cromo e n´ıquel. Um exemplo ´e o a¸co V2A, que cont´em 74 % de ferro, 18 % de cromo e 8 % de n´ıquel. Na tabela abaixo, tˆem-se ligas I, II, III e IV, as quais devemos misturar para obter uma tonelada de a¸co V2A. Quantos quilos de cada uma dessas ligas devemos tomar? I II III IV Ferro 70% 72% 80% 85% Cromo 22% 20% 10% 12% N´ıquel 8% 8% 10% 3%