MATEmática
                    Matrize s, dete rm inantes e sis tema s lineare s
                                                     1

Capítulo 1Matrizes
Conexões


                   56786666478886421234            ⋅⋅ 6 8 6 6 7 8 6 + + + + + + + + + +
                                                       7 6 6 4 8 8 =


                    +512213261218244142432812112870607440+                    =   î

Franciel foi aprovada
        e            emmat m t a,geografia biologia,masnão emhistória.
                          e á ic          e


Exercícios complementares
13. A 28a linhacomeçarácom 28, na primeiracoluna. Assim, falta 16 elementosnessalinha: 28 +
                                                              m
   16 = 44
14. At= –A
                            xy x z 10330203130−−0 000
                              z y 2             0 00 ===== ===== = = =
                                                 000 −−−− −     = = ==
I.x= –x s 2x= 0 s x= 0
I 2 = –y s y= –2
 I.
II
 I –1 = –z s z= 1
   .



∴ x+ y+ z= 0 – 2 + 1 = –1


15. O primeiromembrodaequaçãoé a somadoscemprimeirostermosdeumaPA cujoprimeirotermo
   é iguala X e cujarazãoé iguala X.



SXXXX 1001002101505050= + ⋅= ⋅=().
     100




Então:5.050 · X = 5050005050..l X X = 1001.0 ·
                               a.s         50


16. a)A vendeu16 automóveis tipo1 emmarço(a ).
                           do              13

B vendeu  20 automóv  eisdo tipo1 emmarço(b ).13

a + b13 = 16 + 20 = 36
 13

Portanto,A e B vender m,junta 36 automóv
                        a        s,            eisdo tipo1 emmarço.
b)ConcessionáriaA ConcessionáriaB
Mê 1: 12 + 15 = 27 M s 20 + 16 = 36
   s                 ê 1:
Mê 2: 8 + 12 = 20 Mê 2: 16 + 10 = 26
   s                 s
Mê 3: 16 + 24 = 40 M s 20 + 10 = 30
   s                 ê 3:
Mê 4: 20 + 36 = 56 M s 24 + 26 = 50
   s                 ê 4:
Portanto,a concessionáriaA ultra a sou concessionáriaB no volum devendas
                                     p s    a                       e       (considerando-
     sesoment os automóveis
                e               do tipo1 e do tipo2)nosmese demarçoe abril.
                                                             s
     c)AB+ = + + + + + + + + 1 220816162020241516121024103626)n o
     d)C=+=++ +
             + 1281620241512243612

D= C = 20162024241610102626
   = +
    +
     29. d
   (A+ B) = (A+ B) · (A+ B) s (A+ B) = A2 + AB + BA + B2
         2                          2

   Se o produtodeA porB é comuta vo,(A· B = B · A), podemos
                                       ti                  escrev r:
                                                                 e
   (A+ B) = A2 + AB + AB + B2 s
         2

   s (A+ B) = A2 + 2AB + B2
           2
30. a
      I.xxx12  3121 3 − 3333 33
                   3 33 33333
                     3 333 33 −                 × × × 12   ,11,,10100 x3 0
                                                                     23 1×
                                                                        ,,1
      I Am× n · Bn × p – C m× p = 0m×
       I.                               p

   Observandoa ordemdasmatri e a únicapossibilidade
                           z s,                    é:



ABCDD233121212210× × × ×   ⋅−= × s×××− = 121210C




              d⋅−0 0 1 2 0 −−o d m =00 1
            x rm 1 0 1 0 x
1010011200xx oe               r e    11
                                      0




   s 1200+ −++++++++++++++======= x s 1200+ −− +++++++======xxx
                  −−            xx                          =  s

   s 1 + x– 2 = 0 s x= 1


                    2222   b⋅⋅
   31. Aabbabbabababb 00=2b b 0 2 b + =2b b
                          aa   = a = ab aab



   A2 = A s

   s abababbabb 0+2a a = b ds ababb 00+ = = = bb= Is
              222  b bb be
                    bb r           222         ab )
                                                 (


   Substituindoem( )temos:
                  I,
   a = a s a – a = 0 s a(a– 1)= 0 s
    2       2

   s a = 0 (Nãoconvém.)ou a – 1 = 0 s a = 1
   Logo: a = 1 e b = 0
   32. e


   A · At= I 12121001xy y z =0u⋅ 2 2 0 1 y 11 s
            s                  ⋅
                       z x b oa 1 1 0 x =22 0
                                            0




   s 14221001 + + + + 10x yb= 0 u yx y z z
             222       01 zz
                         yx    ox z x y
2
14 1 34 2 2 + = = xx ( )
                    s I


yxz2 0 + =      s ()xzy2 2 2 = −            s xzy 2 2 4 ⋅ = ( I
                                                 2           I)



y + z = 1( I)
 2   2    II
Substituindo( )
             Iem( I :
                 I)



34 4 3 2 2 2 2 ⋅ = = zyzys ( V
                            I )



Substituindo (IV) e m (III):      a = (–1) + 1 = 1; a = (–1) + 2 = –1; a = 0
                                   31      3         32     3           33


y y 2 3 1 + = s 43 1 2
   2
                                  Logo: A = − − − −     011101110

   y= s y 34 =
          2
                                  4. b
                                  Sendom , nije p ele en s
                                        ij       ij  m to deM, N e P, resp ti a e t temos:
                                                                          ec v m n e,


∴ x + y = 34 34 64
                                  32 23 32 23 32 23 11 11 11 22 22 22 M N P mn p m n p + = + = + = i   s N   mnp
   2   2




                                        s 32 23 7 32 23 4 13 ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ + = 72 4 yyx() s 9 4 42 9 4 62 xyyx+ =
                                                                                32 x
    32 + = =


Tarefa proposta                         + = 4 ()()I I
                                            2      I
                                        Fazendo( I ( )vem:
                                                  I ) I,
                                                    –
1. c
                                        5y– 5x= 20 s y– x= 4
M a a a a a a = ) em I I I): 11         5. e
    12 21 22 31 32                      p – q11 = 2 – (–3) = 5
                                         11

                                        p – q12 = –1 – 1 = –2
                                         12

                                        p – q21 = 3 – 1 = 2
                                         21
a = 2(1 – 1) = 0 a
 11                 12
                                        p – q22 = 1 – 3 = –2
                                         22
   = 2· 1+ 2= 4
                                        Logo, a distânciaentre asmatri e p e q é 5.
                                                                     z s
a = 2 · 2 + 1 = 5 a22
 21

   = 2(2– 2)= 0                         6. c
a = 2 · 3 + 1 = 7 a32
 31                                     O   país1 exportou1,2 +      3,1 =   4,3 bilhões.
   = 2· 3+ 2= 8                         O   país2 exportou2,1 +      2,5 =   4,6 bilhões.
Portanto:                               O   país3 exportou0,9 +      3,2 =   4,1 bilhões.
M = ao = 8 4 5 0 7 8
     n: 2 0
     t                                  O   país1 importou2,1 +      0,9 =   3,0 bilhões.
                                        O   país2 importou1,2 +      3,2 =   4,4 bilhões.
                                        O   país3 importou3,1 +      2,5 =   5,6 bilhões.
2. b                                    7. b
A aaaa= = 0           11 12 21
                                  − −          = + + +      1 22 1 4 3 4 2 2 xxxxx
    22

                                        x+ 1 = –1    s x= –2
a = (–1) + 1 · 1 · 1 =
 11       1
                                        8. b
   1 a = (–1) + 1 · 2
      21       2
                                  xa a a a = − − − +        −    =       22   22422482
   · 1 = –2
a = (–1) + 2 · 1 · 2 =
 12       1
                                        a – 2 = 2 s a = 4 s a = –2 ou a = 2
                                         2           2
   –2 a = (–1) + 2 ·
        22       2

   2· 2= 4                              –2a = 4 s a = –2
Logo: A = − −      12                   4a = –8    s a = –2
   24                                   –2 + a = 2 s a = 4 s a = 2 ou a = –2
                                              2       2

                                        Logo: a = –2
3. A a a a a a a a a a =                9. d
     a a a 12 13 21 22 23
       a a 11                           a + a + a + … + a = (1+ 1)+ (2+ 2)+ (3+ 3)+ … + 2n =
                                         11   22    33       nn

    31 32 33 e a i ji jiji j=           = 2 + 4 + 6 + … + 2n
    − ≠ =          + ( ) 10 ,           A sequ n
                                               ê cia umaPA.
                                                     é



                                                         ⋅ ()1 2 s
    se, se
Então:
a = 0; a = (–1) + 2 =
 11      12      1
                                        S aan n n = +
   –1; a = (–1) + 3 =
        13      1

   1
a = (–1) + 1 = –1; a

                                        s S n n n = + ⋅ ()2 2 2 s S n n n n n = + ⋅ = + 2 1 2 2 ()
 21       2         22

   = 0; a = (–1) + 3 =
         23     2

   –1
10. d                      11. 3 1 2 2 0 3 1 3 7 2 3 2 3 1 0 7 2 3 xyzxyz− + + −   =   − + +1 2
                                                                                         −
a a 32 t =   23   = 2– 3
= –1
3
x– 1 = 2 s x= 3
y+ 2 = –3      s y= –5
3z+ 1 = 7 s z= 2
Logo: xy = 3 · (–5) · 2 = –30
        z
12. xpqxyr z x y−++ −− + + ++++++++ += − + − − − 13262113ppyzqr −−−−−−− zz zz
          y z x                    +                           z         z zz2621
                                                                          z zz



x– 1 = –x + 1 s x= 1
p = –x – 3 s p = –1 – 3 s p = – 4
q= y

x+3 = –p      s 1 + 3 = –p s p = – 4
2y+ 6 = –2y – 6 s y= –3 ( )
                         I
De ( ),
    I temos:q = –3
r = z– 2
                                   s                                                 + + + + + + 1057152722337 − −−−−
                                                                     yxx x y x −+++++ + + + + + +
                                                                        y y x y                               −− −== = = =
–y = –q s – (–3) = –q      s q=        −−− − −−−−−−121031522722321
                                          − − −−−−−−
                                                   −
   –3                              573371xy y+= − + = ===
                                           x
–z + 2 = –r                            Resolv   endoo siste a,
                                                             m temos:
z+ 1 = –z – 1 s z= –1 ( I
                       I)              x= –2 e y= 1
De ( I temos:r = –1 – 2 =
    I) ,                               w = |x · y| = | –2 · 1| = | –2 | = 2
   –3
                                       15. e
Logo: p = – 4; q = –3 e r =
                                       A loja L1 vendeu 30 unidades do produto P1 e 15 unidades do
   –3
                                       produtoP2, logoa somadasquantidades dosprodutosdostiposP1
                                       e P2 vendidospelaloja 1 é 45.
                                                            L
13.
  23217034212x x z zy y yz             16. b


                                                         ⋅− .
  xy x − + + − +
     z y+
  +31 31
    27 42
      02 =+7734322101
  zx y x z −−++ + + +++++ + +
     y z yz              + ++      PQ − = − ==== ==
                                                =−                  . d = 4 23232544123664108888=
                                                                       o −1 ==
                                                                        2 ====−               88
                                                                                               88
3x– y= 7 ( )
          I

2z+ 1 = 3z– 4 s z= 5
x+ 2y= 0 ( I
          I)
                                   = − − − − − − ==== ========= =
                                                     = −−−     = 46142103825125()
De   ( ) e
      I        ( I , vem:
                I)
  3720xy y−=+ ====
          x                            Logo: (P– 2Q) = −−−
                                                    t                 21255
      ss 6214207142xyx x
                      y x−
      = + = (I =
             )=                        17. b
                                       3A = B + C
Substituindo          em     ( )
                              I,   361243xy w w y w ww == = =++ ++++++s
                                           z x x z w =− = =
                                                    w
                                                    ww                +
  temos:

3 · 2 – y= 7 s y= –1                   s 333346123xyzwx y wwww + + + − + ++++++
                                                       x z  ww
                                                            w=+
                                                             w
Então:
   A=to y 37117401106
       ã =
        :
                                       3x= x+ 4 s 2x= 4 s x= 2
Logo, o traçodamatri A
                    z                  3y= 2 + y+ 6 s 2y= 8 s y= 4
  é: 3 + 4 + 6 = 13                    3w = 2w + 3 s w = 3



14. BAA=− ⋅t32 s
                                       3z= z+ 3 – 1 s 2z= 2 s z= 1


                                       ∴ x+ y+ z+ w = 2 + 4 + 1 + 3 = 10


s                  yx y y x y−+
                       x x y x
                                       18. b
      +  + 4 6 110571527223
            + =3m
                                                       A3 ×   4_   Bp ×   q=   C3 ×   5;   logo: p = 4 e q = 5
      37 = −−−−============ = =
                         −−−−
      −−−1106412323216214
         −                                19.


                                                      0⋅−9
      3012432
          121
           23s
syxxy y x y−+
     x y x                         102321512310502100−0 0 .
                                                       00
                                                        0                          g :
                                                                                    o        p = = + − − + + 1154136031203+ +
      + 14 322
         2 23 1
          121 10571527223
      371122
          4=
                                                                               − + + +++++ −=== =
                                                                                          +=   ==
= −−−−============ = =
                −−−−
    −−110641232329332

      6920323323017
             292552
              33172s
20. c


ABA⋅= − ====⋅⋅
            ==   BA       = − ====⋅=
                                  =010000010100sBBO ≠




BABA⋅=AA 0 B 0 0 B 0000101000000s== O
        0⋅−A A 0 =AA 0
       B0          0⋅




                    =⋅−
A2010001000000= −=== ==            = 1 1 = =1 0
                                      0 0 0  1




BBO 22000100010001=                 ⋅⋅ 0 1 0
                                        0 0 =======≠ s



ABA+ = − ==== =+++ + += −=== =
             =    ++        = =+010000010101sBBO ≠
21. e
A4 × 7 · B7 × 9 = C 4 × 9 (quatrolinhase novecolunas)
c63 é o ele e to
               m n dalinha6 e coluna3, logoc63 não existe.
22. b


ABAmnABABAn1212112× × ×   ⋅   ⋅⋅× × ()[()ln
                                         ]                i ×Amn1221 se




2121211121 1⋅⋅ 1 1 1
            1 2 2 ⋅−1 1 = − ==== s
          − 11       2 2        bb




s 221211121   b⋅−1 1 =
           bb−bb 2 1 − ==== s
               b



s 4222111211121bbbb−−−− 2 − − 2 s
                       1= 1()
                        1     1
s 4b11 – 2b21 = 2 s 2b11 – b21 = 1 s
s b21 = –1 + 2b11
23. a


(A· B) · C = ()ABnD342 × × ⋅× · C m×
                      32                                 2




n= 4
Então:D3 × 2 · C m×   2

Logo: m= 2



∴ m= 2 e n = 4


24. c
PQRSxy ⋅=
      z        ⋅⋅ Q S y Q S y Rx⋅ s1111111111111t
                   R x ⋅⋅ R x =QS z
                                 y                                 s



sxxyy z t+++1t = + + +
      t z      1         1121211
I.x+ 1 = 2 s x= 1
I z+ 1 = 2 s z= 1
 I.
I I + 1 = t+ 1 s 1 · y+ 1 = t+ 1 s y= t
 I xy
    .
IV.y+ 1 = z+ ts y+ 1 = 1 + ts y= t
25. b
I.(V)A3 × 2 · B2 × 1 = C 3 × 1
I (F)A5 × 4 · B5 × 2 (Nãoexist o produto.)
 I .                           e
I I A2 × 3 · B3 × 2 = C 2 × 2
 I (V)
     .
       26. a)A2 = A · A =


                             1 1⋅−−A
       = 123012111123012111−−1 111
                              111
                                1                  ·   A = e ==



       = 103223343002012022101211+ − + + + − + − + + + − − + + − + − − 3321+ ++++++ + +
                                                                                   + + +=

       = −−−        274230020




                                     1 1⋅−−
       b)A · At= 123012111101211321−−1 111
                                      111
                                        1                  A ·   A e =
                                                                  =



       = 1490261230260140121230121++ + + − + − + + + + + − − + − + − + + + ++++++ + +=11
                                                                                 ++


       = 1482851213−−−−33 33
                        3 33
                         3 33



       c)2A + 3At=
       = 246024222303633963−−3 333
                             3 33 ++++++ + + +
                              333       + + + +== −− = = = 543657785
                                                   ==== = = = −
    27. A2 × 2 · X = B2 ×   2

    Paraquea igualdad sej possíve a matri X deve
                     e   a       l,     z       serdo tipo2 × 2.
    SejaXmnpq=ig l
                ud
                a
    Como A · X = B, temos:



              = ⋅⋅
    21031020 X B        1 3 0 01mnpqs 22331020mpnqpq++tm:=j p
                         0 1 =130
                                2                      e s ao
                                                        o    s




2122312131623mp m p+=+ = = = = psívsss
               m m              o e
202000nqnnq+= = = = m ss
                    mp
    Logo: X=n + = = m
            n = = m160230
             q      p




                    (     )    )) x x x e e      t ⋅ssen( cos ) xs o
       28. a)cos()() )cos( cos( ( x x x s ns nsenaiz
                                                  r      )   ( x oc
                                                                 ( =
                                                                  )




= cos()( ( cos ) ) os 2xxxx x+ + ⋅sensensenseensensen()cos() )cos( cos( ( x x x⋅+ ⋅+)22 o =
        ))    ((c (   )    x ⋅             2        2       (     )    )) x x x       )s
                                                                                       c(



4
= 112sen2sen )   ( ( co ( x x⋅⋅⋅
            ( cos ) ) s ) x x                  ⋅ 1 2 =
                                                  1 s


= 1221sensen ) ) x11
            ( ( x= 2
                   2
b)A(x) A(x) A(x)
      ·    =    s                                        32. c
s                   1221sens ens s n ) ) s ) )
                                en e ( ( co ( (


                                                         AB⋅= − − − − ==== =
                                                                       ⋅−−.
        ()cox x xs e
             x x ns
                 e =ss( x s(
                  n    ) o)
                          ()
                                                                          =    y 1 1 3 211011111s
                                                                                y 1 1 z
• cos(x) 1 s x= 0 ou x= 2π ( )
        =                   I
• sen(2x) sen(x)
         =      s
s 2sen(x) cos(x) sen(x)
           ·      =        s
s 2sen(x) cos(x) sen(x) 0 s
           ·      –        =


                                                                 AB⋅= −   ⋅−+ ⋅−+ − ⋅⋅−+ − ⋅−+2111110111()() ) ) ) ) −
s sen(x) [2cos(x) 1] = 0
        ·           –
i) sen(x) 0 s x= 0 ou x= π ou x= 2π ( I
          =                          I)                  s                                                  ( ( (((
ii)2cos(x – 1 = 0 s
            )
s cos(x) 12 s
         =


                                                         − ⋅⋅   ⋅ 1 1 11)s
s x= π3 ou x= 53π (III)
S = ( ) [( I ( I ) {0; 2π}
     I%   I ) I I=
            5     ]                                                0 1
29. b


AB⋅= − ====⋅−B
                                                         s AB⋅= − − + − ++++++211011s
           == .   ) )= + + +


    ++++3014211060302410– 1 = 06361
                          =    =




BA⋅= − ====⋅−A + 3 1 + − − +
           == +   0 =                                    s AB⋅=B 1 00
                                                               ) 11



    +++211030146104300000
        −−             0 ====== = 7430
                        0      ==
                                                         33. b
ABBA− ==== = −−−=== = 63617430=
          ==       == −                        1791      XABXC− = + + 23 s
                                                         s 3(X– A)= 2(B + X)+ 6C s 3X – 3A = 2B + 2X + 6C


              y⋅⋅
                                                         s
                                                         s X = 3A + 2B + 6C s
30. 1123411xy−yy 0 .
               yy
                y              3 = − ======s
                                0                        sX= −======+++++++++ −++++++63932420246126 s
                                                                                     −

                                                         sX= − + + − + + − + + ++++++62243469212306s
s 3413811+− +++++++= −====== x s
                           () y                          sX== 3 +
                                                              A281233
s        3441421238139+ − = = = + = − = − = − xxxyyy
                                                         34. c A=3 +2
                                                                 A 8 2081512B=66 =
                                                                               C 32Xxy=1
                                                                                C       “
       33ss3
    ssss   01
                                                         A · B = Xs



                                                                                 8⋅
                                                                                  ⋅
31. b
                                                         s            208151232 21
                                                                                05         0 1 1 85xy
                                                                                            8 5 =011
                                                                                                   2                s


        22⋅⋅
2130112−2 2
         22         .   3 1 2 = +. 31 z xs
                         0 4 1      0 xy y z
                                     4


                                                                    ⋅
                                                         20382153122 +          ⋅⋅+ ⋅⋅ ⋅ 3 2 =⋅ 32xy
                                                                                          8 1 81 s5



s 232xyz z x − +++++++= +++++++s
        y y z++
                                                         s 76692x =0 5xy
                                                               1y 8 1
                                                                5   12
s 232xyz y x
        y z z++= − + = + +++++
                                                         35. d
x= –y
–2y + y+ 3z= 2y
3z= 3ys z= y
xy z x++=
  y z        − ++ − = − + − = − yyy y 1111
                                   y y
AA⋅= − − ==== =
            ⋅−
             =



    −A         >           == + t10101210011210++ +
    − + − + + +++++ −− === = 10020020142225
                   +=     ==



    (A· At–3I)· X = B



    2225300312−−2 2 −2 222
                2 2 2222
                 22 2222
                    2                      ⋅⋅ 3 ) · =3xy· X
                                               I      I



    s

    s                                                    −−


    −−− − − − −         ⋅⋅    I y = I
                               x ·   xy·         122212xy


    s −−− + + + + + + + = = = = = = =       xy y22212s
                                              x

    s −− = − += = = =        xy y21222+
                               x          s –3x = 3 s x= –1
    e y= 0
    Logo: x+ y= –1 + 0 = –1
5
36.                                         −n
        Annnn= − − − − − − − − =111111111111  ()( (
                                                      ))   Bpppp
                                                               nnnn 123123123123
                                                                   =n           11122223333 1332Û
                                                                                           11      313
      ()((
        ))    Û                                                11  3
                                                                1     3

a)Paran par:
                                                               2110010xx > 2 – x – x> 0 s x + x– 2 < 0
                                                                        xs      2          2
S = –1 + 1 – 1 + 1 – 1 … + 1 = 0
Paran ímpar:
S = –1 + 1 – 1 + 1 … – 1 = –1                                                           1– 2
b)An × n · Bn × p = C n × p                                    S = ]–2; 1[

c42 = a · b12 + a · b22 + … + a · bn2 s
       41        42            4n                              16. Aplicando o teoremade Laplacena quinta
                                                               coluna,temos:
s c42 = 1 · 21 + 1 · 22 + 1 · 23 + … 1 · 2n s


                                                           2132111023403210252321110234032 ⋅−⋅−=                     ⋅−+
s                                 cnn42232222= + + +

        +   +SomadosprimeirostermosdaPGs                                        55



s caqqn42111= −−() s
s 409421212.()=−− n s                                          ()11025

s – 4.094 = 2 – 2n + 1 s                                       Aplicando o teore a de Laplac na segunda
                                                                                m           e
                                                               coluna,temos:
s 2n + 1 = 4.096 s


                                                           221123432125 ⋅⋅−⋅−= + ()
s 2n + 1 = 212 s n = 11 linhas

                                                                       12
Capítulo 2Determinantes
Conexões
A área podeserobtidapor:
      A
                                                               = – 4 · (15– 4 + 24 + 9 – 4 – 40)= – 4 · 0 = 0
A = AABC + ACDA s
                                                               29. a
s A = DD1222+                                                  O segundo deter minan e a combinaçãolinear
                                                                                    t é
D1 = 011201131−− e D2 131111011−                               do primeiro (L = –L 1 + L2). Portan
                                                                             2                     to, os
                                                               determinan e sãoiguais.
                                                                         t s



∴ A = 9262+ = 7,5 u.a.
                                                               30. Trata- edeumdeterminante Vandermonde.
                                                                        s                  de
                                                               Suaresoluçãoé dadapor:
                                                               (3– 2)· (– 4 – 2)· (– 4 – 3)= 1 · (– 6)· (–7) = 42
                                                               31. Trata- edeumdeterminante Vandermonde.
                                                                        s                  de
                                                               Então:
                                                               (k – k)· (k – k)· (k – k ) · (1 – k)· (1 – k ) · (1
                                                                 2         –1      –1  2                   2
Exercícios complementares                                      – k )= 0
                                                                   –1

                                                                  I.k – k = 0
                                                                      2
13. d
                                                                 k(k– 1)= 0 s k = 0 ou k = 1
I.ad– bc = 0 s ad= bc
I abdcadbc001022=+
 I.                                                              I k – k = 0 s 101 kkkk−= −
                                                                  I –1
                                                                   .              2              s = 0 s k2 = 1 s k = ±1
                                                                 I I –1 – k = 0 s 101 kkkk−= −
                                                                  Ik.      2         23            s= 0 sk = 1 sk= 1
                                                                                                          3
Substituindo I em I , concluímos que o
                      I
                                                                 IV.1 – k = 0 s k = 1
  deter minan e
              t vale:
2bc + bc = 3bc                                                   V. 1 – k = 0 s k = 1 s k = ±1
                                                                         2       2

                                                                  VI.1 – k = 0 s 1 –101kkk=− s= 0 s k = 1
                                                                           –1
      14. a
                                                               De I,I I I V e VI,temos:
                                                                     I I IV,
                                                                      ,  ,
00100cos( s n ) e ( cos ) x y=
              ) e (s n)  (x y                                  S = {–1; 0; 1}
      = cos(x) cos(y – sen(x) sen(y =
              ·      )       ·     )                       6
= + = = cos()cosxyπ312
      15. a
32.  Trata  se
            -    de    um    deter minan e
                                        t    de                                                               s c = –3 ou c = 5
   Vander monde.
                                                                                                              10. a
Temos,então:
                                                                                                              xxx1110010101010−−− = s 1 – x = 0 s x= ±1
                                                                                                                                           2
(x– 2)· (x– 3 – 2)· (x– 3 – x)· (1– 2)· (1– x)·
    (1– x+ 3)< 0 s
s (x– 2)· (x– 5)· (–3)· (–1) · (1– x)· (4– x)< 0 s                                                            11. c
s (x– 2)· (x– 5)· (1– x)· (4– x)· 3 < 0 s                                                                     2x· log x · 3 – 8x· log x· 3 = 0 s
                                                                                                                     2 2             2

s (x– 2)· (x– 5)· (1– x)· (4– x)< 0                                                                           s 2x· 2 · log x– 8x· log x= 0 s
                                                                                                                             2             2
Tratase de uma inequação- roduto,
     -                  p                                                                          cuja       s 2x+ 1 · log x– 23x· log x= 0 s
                                                                                                                           2               2
  resoluçãoé dadapor:
                                                                                                              s log x· ()22
                                                                                                                    2         13xx+− = 0 s
I.x– 2 = 0 s x= 2
                                                                                                              s log x= 0 s x= 1 ou ()22
                                                                                                                    2                      13xx+− = 0 s
I x– 5 = 0 s x= 5
 I.
                                                                                                              s x+ 1 – 3x= 0 s x= 12
I I – x= 0 s x= 1
 I1.
                                                                                                          11232+ =
IV.4 – x= 0 s x= 4
                                                                                                              12. b
                                                                                                              xxx x x − + =11311113110s
                                                                                                                 x x x+
             ––+ + + – – – + – + – – + + + – – – – + + – – + 1 1 224455IIIIIIIVI _ II _ III _ IV

S = {x3 ® | 1 < x< 2 ou 4 < x< 5}
                                                                                                              s (x – 1)· x+ 3x+ x– x – 3(x– 1)– (x+ 1)= 0 s
                                                                                                                  2                 3

                                                                                                              s x – x+ 3x+ x– x – 3x+ 3 – x– 1 = 0 s
                                                                                                                 3              3

Tarefa proposta                                                                                               s x= 2
1. e                                                                                                      7
xaax011011=
x+ ax– ax = 1 s
         2

s ax – (a+ 1)x+ 1 = 0
     2

(a+ 1) – 4a = 0 s
        2

s a2 + 2a + 1 – 4a = 0 s a – 2a + 1 = 0 s
                          2

s (a– 1) = 0 s a = 1
         2


2. a)2 · 5 – 4 · 1 = 10 – 4 = 6
b)5 · 0 – 3(–1) = 0 – (–3) = 3
3. a)sen 20° – (–cos 20°)=
        2           2

= sen 20° + cos 20° = 1
     2         2

b)sen75° · cos75° + sen75° · cos75° =
= 2sen75° · cos75° = sen(2· 75°) =
= sen150° = 12

4. e
Maaaa=Ma
      aa
       a=
        11122122s M=− − 11
                        22
                         1142


detM=−1142 = 1 · 2 – 4 · (–1) = 2 + 4 = 6


5. a
a – b + (–a2 + b2)= a – b2 – a + b2 = 0
 2   2               2        2

      6. d
      Aaaaa=2 ° =
            2 11122122s A=12 2
                           22
                            1 2345

      detA=2345 = 2 · 5 – 4 · 3 s detA= 10 – 12 s
      detA= –2


      7. 121142101121410−− =

      = 4– 4+ 0+ 4+ 0– 2= 4– 2= 2
      8. 124221511122524xxxx=s

      s 2 + 4x+ 20x– 8 – 10 – 2x = 24 s
                                  2

      s –2x2 + 24x– 16 – 24 = 0 s
      s 2x – 24x+ 40 = 0 s
           2

      s x – 12x+ 20 = 0 s
         2

      s x= 2 ou x= 10
      S = {2; 10}
      9. d
111191311119ccc = 0 – 2
                   0 =
      = 27 + c + c – 9 – c2 – 3 = 0 s
      s c2 – 2c – 15 = 0 s
13. (–1) · (–1) + 2 · 131123142−− + (1)· (–1) + 4 ·
               4                             4

     123112114−−−− =


= –(– 4 + 9 – 4 + 2 + 6 – 12) + (4 + 3 + 4 – 3 – 8 – 2)       22. e
    =                                                         bc – (b – 4ac)= bc s –(b2 – 4ac)= 0 s
                                                                     2

= –(–3) + (–2) = 3 – 2 = 1                                    s b2 – 4ac= 0 (Δ = 0)
14. xxxx x x 4444440= s x + 4x + 16x– 4x
         x x x           3    2         2                     Portanto, o gráfico da função tangencia o eixo
                                                              Ox.
    – 4x – 4x = 0 s
        2    2

                                                             23. a
                                                          ab x2222
                                                            xxx    22− = ++++++ −−++ + += −− eeee
                                                                               +    ++
s x – 8x + 16x= 0 s x(x – 8x+ 16)= 0 s
   3    2             2

s x= 0 ou x – 8x+ 16 = 0 s Soma= 8
           2
                                                          = + + −− + = −−eeeeee 2022022424 x
                                                                                          xxx
A somadasraízes 0 + 8 = 8.
               é
                                                          = + + − + − = −−eeee 224xxxx
                                                                             2222
15. 11213130xx= x + 6 – 13 – 3x= x – 3x–
                 2                2
                                                          = = 441
     7
                                                                24. b


                                                                 ⋅⋅ene 2232 s
3023xx=
11213130302xx s x – 3x– 7 = 3xs
             x= 2                                         dxx=        n



s x – 6x– 7 = 0 s x= 7 ou x= –1
   2




                                                          ssdxx= ⋅⋅ene 2322
16. b
                                                                      n




AB⋅= − ====⋅−−.
           ==     7 o = − ======21343122401711
                     u
                                                              s d = 2x· 2 · 23xs d = 24x+     1

                                                              log d = log 24x+
                                                                 2       2            1   = (4x+ 1)· log 2 =
                                                                                                        2

                                                              = 4x+ 1



       ⋅
                                                              25. Aplicando o teorema de Laplace na última
                                                              coluna,temos:
det )AB= − = 40171144
   (                                                          (–1) · 2100021190047502181110−
                                                                  10

                                                              Observandoa quarta coluna,paraa aplicaçãode
                                                              Laplace, podemos concluir que o determinan e
                                                                                                        t
                                                              val zero.
                                                                 e
17. ax– x = 0 s x – ax= 0 s x(x– a)= 0 s x = 0
         2       2
                                                              26. c
  ou x= a                                                     M – k· I −
                                                                      =           −   30451001k=
Paraduasraíze reaise iguais,temos:a = 0
             s
18. Aplicando Laplace na terceira linha,                      = −      −   304500kk=
  temos:
                                                              = − + − ++++ + ( 3045kk
                                                                          + () )
detA= 3 · (–1) · 10011011a− = 3 · (–1) ·
              7

     (1+ 1)s
                                                              det – k · I = 0 s –(3 + k)· (5– k)= 0 s
                                                                 (M      )
                                                              s (3+ k)· (5– k)= 0 s k = –3 ou k = 5
s detA= –3 · 2 = – 6
                                                              27. FazendoC 1 = C 1 – C 2; C 2 = C 2 – C 3; C 3 = C 3 – C 4,
19. p(x) 6 + 2x+ 2 = 2x+ 8
        =                                                     temos:
a)P(5)= 2 · 5 + 8 = 18 kg


                                                          abbabbab a b −−− = − ⋅000000000 ()
b)30 = 2x+ 8 s 2x= 22 s x= 11 anos
20. a                                                             b a a                  3


0310324330043330 xxx
                xxx =             s8 · 3x – 4 · 3x =
     0 s 4 · 3x= 0 s 3x= 0




     ∅
                                                              28. Por setratar determinante umamatriz
                                                                              do           de        de
                                                              Vander  monde,temos:
S=
                                                              (x– 2)· (3– 2)· (3– x)· (1– 2)· (1– x)· (1– 3)= 0
                                                              s
                                                              s (x– 2)· (3– x)· (1– x)= 0 s
21. 21341102411012−−− =nnnn s –2n + n2 –
                                                              s x= 2 ou x= 3 ou x= 1
    n + 3n – 4n = 12 s
                                                              S = {1; 2; 3}

s n2 – 4n – 12 = 0 s n = 6 ou n = –2
                                                          8
S = {–2; 6}
xxx ( ⋅−⋅−−−= + 312277077000 ()
29. d
AplicandoLapl e
             ac na segundacoluna,temos:
                                                                x− )                     11 s




3 · (–1) · 13014142121205141421 +
        3                      4               ⋅−⋅()=



                                                             ssxxxx− ) ( ⋅=3270()
                                                                   ( ⋅−⋅− )
= (–3) · 11 + 2 · (–66)= –165
30. AplicandoLaplace primeira
                    na       linha,temos:
x· (–1) · xx120300216= s
        2
                                                                  s x=3 ou x= 2 ou x= 7 ou x= 0
                                                                  Logo,     o    triângulo      é   retângulo,    pois:
                                                                     222 )
                                                                  732 ( =       )
                                                                                (+
s x· 2x = 16 s
       2

sx = 8 s

                                                                  ∴ A = 2323 =
                                                                            ⋅
   3

s x= 2
Ou seja:
α = 2 s α2 = 22 = 4
31. Por setratardo determinante umamatriz
                               de
   deVandermonde,temos:
                                                                  34. d
(5– 7)· (x– 7)· (x– 5)= 0 s                                       Por Vander monde:
s (–2) · (x– 7)· (x– 5)= 0 s                                      (log 20 – log 2) · (log 200 – log 2) · (log
s (x– 7)· (x– 5)= 0 s                                             200 – log 20) · · (log 2.000 – log 2)(  log
s x= 7 ou x= 5                                                    2.000 – log20)(log2.000 – log200)=



                                                             =.0 ⋅⋅ . 0 0 ⋅⋅ . 0 0 ⋅logloglog20220022002
S = {5; 7}
32. b
Aaaaa=; 7=
        } 11122122
                                                               0–
                                                                0      0        0



a 421= ⋅+++++ += =sen(11)s ππ
                                                                  0
 11          +            en


                                                             ⋅⋅   g o ⋅⋅
                                                                   l g       g o ⋅logloglog20002200020200
                                                                              l g


axx 12=
   x      ⋅−[] − = − sen(12)sen() en(
              =                  s   )                            02...000g0 =
                                                                          20
                                                                           02
                                                                  = (log10)· (log100)· (log10)· (log1.000)
                                                                  · (log100)· (log10)=
                                                                  = 1 · 2 · 1 · 3 · 2 · 1 = 12


        ⋅−[]
                                                                  35. Por Jacobi,vem:
axx =
  21        =sen(21)s (
                     en )
                                                                           1111111+ b11111+ a1111+
                                                                      c111000b0001a000c + + + × × × – 1 – 1 – 1
                                                                                       =
                                                                  Aplicando o teore ade Lapl ena primeira
                                                                                   m        ac


a 40= ⋅+ + = ( =sen(22)s ππ
                                                                  coluna,temos:



                                                             det( ⋅−⋅= + 11000000 abcabc
 22       02n =         en
                                                                 )=              11




Logo: Axx=−− s(
            =en
              10sen( s n )
                    ) e (
                                                                  36. p(x) (3– x)· (a– x)· (1– x)+ 4 · (3– x)= 0
                                                                          =
101414− = =sen()s ( s n ) e 2xxx ss
                 en ) e ( s n(  x ))=±12                          s
                                                                  s p(x) (3– x)· [(a– x)· (1– x)+ 4] = 0 s
                                                                        =


∴ S = −−−− 1167656665676116ππππππππ;;;;;;;;;;;;;
                                                                  s (3– x)= 0 s
                                                                  s x= 3 (únicaraizreal) ou
                                                                  (a– x)· (1– x)+ 4 = 0 s
                                                                  s a – ax– x+ x + 4 = 0 s
                                                                                2

                                                                  s x – (a+ 1)x+ (a+ 4)= 0
                                                                     2
33. b                                                             Devemos ter Δ < 0, para que não exist m
                                                                                                       a
FazendoC 1 = C 2 – C 1, C 2 = C 2 – C 3 e C 3 = C 3 – C 4,
                                                                  outrasraíze reais.Assim:
                                                                             s
  temos:
                                                                  Δ = (a+ 1) – 4 · (a+ 4)< 0 s
                                                                            2

        xxx −−−−−− =3322770227700770000
           x                                                      s a + 2a + 1 – 4a – 16 < 0 s
                                                                     2

   Aplicando      Laplace na        primeira coluna,              s a – 2a – 15 < 0
                                                                     2
   temos:
                                                                                         5– 3
S = {–3 < a < 5}
9
Capítulo 3Complementos de                                               Assim:M= −− === = 91111
                                                                                       ==
                                                                       |M| = – 9 + 11 = 2
determinantes                                                      M− = 112

Conexões                                                                30. e
                                                                        detA= –2 + 2 + 3 = 3
a)A = 3152e exs detA= 6 – 5 = 1
           sd                                                           det(B ) = det(2A) 1detB= 23 · detAs 1detB=
                                                                             –1          s
A–1 = 2153−−3 3
            33
             33                                                         24 s
b)B = 5101−1 1 s detB= 5
           11
            11                                                          s detB=124
B–1 = 15150555 5 1 Â = 151501
                =                         “                             31. a
                                                                        Aplicandoo teore am deBinet(P.8):
                                                                        det(A· B–1 )= det(4A) det –1 )( )
                                                                                          P.8
                                                                                             ·      (B  I
c)C = −−        2346s detC= –12 + 12 = 0                                Como A é uma matri de ordem n, pode- e
                                                                                               z           s
                                                                        colocaro 4 emevid nê cia (P.4).
Não exist C –1 (a matri C não é invertív l
         e            z                 e ),                            n vez s
                                                                             e emdet(4A),logo:
    poisdetC= 0.

Exercícios complementares                                          det(4 d t fatores nn=
                                                                        ) e d      AA           ⋅⋅⋅⋅⋅= ⋅44444 eet
                                                                                                             4
13. e
B = k· A


                                                                        Aa = ⋅4
det t = detB= det( · A)s
   (B)            k
s k3 · detA= 96 s k3 · 1,5 = 96 s                                         n


, sss kkk 9615644== =
         33



14. detA= det(A)
               t
                                                                     e
Aaaaa=A a = a=
      aa aa
       a== a 111221224278                                          det(d tBBb= =
                                                                        e    −        111)
                                                                        Substituindoessesvalore em( )temos:
                                                                                               s   I,



                                                                   det(4414 ABabab ⋅=           ⋅⋅= ⋅− )
|A| = |A t = 32 – 14 = 18
          |
15. e
                                                                           1      nn
det (3A· 2B)= det   (3A) det(2B) 32 · detA· 22
                        ·       =
   · detB=
= 9 · 2 · 4 · 3 = 216
16. d                                                                   32. c
                                                                        Pabcd=1 d M · P = I s
                                                                              4o
                                                                               in e       2
det(2A· At)= 4k s det(2A) det t)= 4k s
                         ·   (A


                                                                                1301711001de · P ⋅
                                                                                                ⋅
s 23 · detA· detA= 4k s 8 · d · d = 4k s 2d2 = k
det  (3B) 162 s 3d · detB= 162 s 3d · 2 = 162 s
         =
                                                                        s                 oM =             3 1 1 07abcd
                                                                                                            0 7 =31 1
                                                                                                                   1      s
s 3d = 81 s 3d = 34 s d = 4


∴ 2 · 42 = k s k = 32
                                                                        abacbd33771001++ · P I e ()
                                                                                            = e= I
                                                                                              s   ,

                                                                            I.aaaccc3137037037== + = + = = − ===== =sss
                                                                                                                  =

                                                                            I bbbdd300711== + = = = I ss
                                                                             I.                     es
Logo: k + d = 36
29. b
M   ·   A   –    2B   =   0   s   M   ·       A   =       2B   s        Logo: P= −=== = = = 30371
                                                                                     = ===



          ⋅⋅
                                                                        A somados ele en sda diagonalprincipa é
                                                                                     m to                    l
    abcdA 2
         =B     b d =bd =3412161422
                 c A cA                                                 3 + 1 = 4.

                                                                        Tarefa proposta
I.316421431627abab a
                  ab b+= + = t2 = + = 3
                              (+                          s             1. c
                                                                        SejadetA= d. Dividindo umafileiraporx(x≠ 0)

∴ a = 9 eb = –11
                                                                        e multiplicandoumafileirapory(y≠ 0), temos:



                                                                        det=⋅dxy dyx s dxy
                                                                                s   ⋅
I 324223221cdcdcdcd+= + = +=t = + = +=
 I.                          +                        s


∴ c = 1 ed = –1                                                    10
2. a                                             detB= – 6 (triangul r
                                                                    a inferior)
Aaaaaa a a a a 11121314212223243132333441
        a a a a a=                               det · B) = detA· detB= 36
                                                    (A
  4224344aa24222
           44124
            3423comoa = 2i – j,vem:
                      ij                         8. c
AA=−                                             detA= 2sen (x) 2cos (x)
                                                           2   +    2   s
  −−−− − − − − −
      − − − − − −=10123210543276541edet          s detA= 2[sen (x) 2cos (x)] 2 · 1 = 2
                                                              2   +    2    =
  0012321054327654−−


                                                 t 1414 ⋅⋅      2 d t 5e⋅=AA)
Por Jacobi,vem:

1– 1– 230532170246540– 104– 283–
                                            detde (    525       5 e =2d (
                                                                        t

      41 120246 6= + + × × 1 – 2
                5–
Aplicando o teore a de Laplac na
                   m             e


                                            = ⋅⋅⋅= 1165detdetAAx
  primeiralinha:
detA= (–1) · A13 s
                                                               x 
s detA = (–1) ·   (–1) ·
                      4    42284412660−−
   −=     e
        P.5




                                            = ⋅= ⋅= = 11611622 ()detde AA
detA= detA = 0
          t
                                                              55      t
3. a
Aabc = = b= d 23426 det t)= 2 · detB
    t   a e
         c t 5     s   (A

                                                 9. d
Como det(A)= detA,temos:
          t                                     I.(F)Um contra x m l
                                                              e e p o:
detA= 2 detB                                23460=
4. d
                                                   I .
                                                    I                                           (V)


     mbncp=⋅4111 detBmanbpc=3111
                                                   aaaaaa a nnnnn1112122231122
                                                         a a                  00000         ⋅⋅  nn
                                                                                    a⋅
detAa



   ·

                                                   I I 2121211+ ( ⋅−( = − =
                                                    I (V)
                                                      .          ) )
Como detA= 2, temos:



24111= ⋅ambncp
                                                   detB= 2121+ ( ⋅−( ⋅detAs
                     s   11112ambncp=   s
                                                                ) )
   manbpc11112= −



∴ detB= 31232 e B = = −
             ⋅−d t
                                                   s detB= 1 · detA
                                                 10. c
                                                 det 3)= det I s
                                                    (M      (82)
                                                 s (detM3 = 82 · det( )s
                                                        )            I
                                                                     2

5. a                                             s (detM3 = 64 · 1 s
                                                        )
PG(a;b; c; d),então:                             s detM=643 s
b = aq; c = aq e d = aq
              2        3
                                                 s detM= 4
detMabcda    aqaqaq== 23
Por P.5: detM= 0                                 11. d
                                                 Multiplicandoa primeiralinhapor a, a segundalinha
   6. d
                                                 porb e a terceiralinhaporc, temos:


                   y x z=−⋅= − ss(P.4)
                                                                               111= ⋅
123691212312323412x z y
                                            abcaaabcbbabcccabcaabbcc
                                                                   232323232323




ss12323442341234xy x z=− = (P.3)
                  z y
                                            11
   7. d
   detA= – 6 (triangul r
                      a superior)
12. b                                                     s x + 8 – 3 – 6x– 2x+ 2 = 0 s
                                                             2

[detM] = 25 s
     2                                                    s x – 8x+ 7 = 0 s x= 1 ou x= 7
                                                             2

s detM= ±5 ( )
            I                                             23. c
detM= 3x+ 12 + 12 – 27 – 4x– 4 = –x – 7 ( I
                                         I)
                                                     101120154364251025485−− = − − + = − + = −
De ( I ( ),
    I ) I vem:
      e
–x – 7 = 5 s –x = 12 s x= –12 ou
–x – 7 = –5 s –x = 2 s x= –2                              Logo, o determinan e
                                                                            t dainversaserá:−548
–12 + (–2) = –14                                          24. detA≠ 0
13. A= − ======1111detA= 2                                3x– 6x ≠ 0 s x≠ 0 e x≠ 12
                                                                2

det 2)= (detA2 = 22 = 4
   (A        )
                                                          25. Sendoabcdtm inversa,temos:
                                                                       ein
                                                                        ra
14. b


                                                     10011001ce ⋅ 0 1 0 01abcd
                                                               ⋅
det 2 · B2)= det 2)· det 2)s
   (A           (A      (B
s det 2 · B2)= (detA2 · (de
     (A             )      tB) s
                             2
                                                              tm 0 1 =01 0
                                                             dr          0
s det 2 · B2)= (–1) · (–1) = 1
     (A            2      2


15. b
a = 1; b = 2; x= 3 e y= 4
A== 1 b
     ; 1234e detA= –2                                abcd1a = r 1001
                                                         0b m
                                                          0c in
det(AB) detA· detB= detA· detA s
       =                      t                           26. A = 2153−−3 3 s detA= –1 (existe –1 )
                                                                        33
                                                                         33                   A
s det(AB) (de ) s det(AB) 4
         =   tA2         =
                                                       Aplicando o dispositivo prático (página 41),
16. d                                                  temos:
1 · 2 · 3 · 4 · 5 + (–1) · (1· 2 · 3 · 4 · 5 · 6)=
                                                     3152−−2 2
                                                            22
                                                            22
= 120 + (–1) · (720)=
= 120 – 720 = – 600
                                                          27. c
17. d                                                       a)(F)detB= 4
Q 3 = –2Q 2 s det(Q )= det
                   3      (–2Q2)s                           Pelodispositivoprático(página41):
s (detQ) = (–2) · (de
       3       4     tQ) , dividindo ambos os
                        2                            BA− = − ==== = = = ==1134014
                                                                 = = == ≠
   membros por(detQ) , temos:detQ = 16
                     2                                      b)(F)detA= 2; detB= 4



                                                            ∴ detA≠ detB
18. d
sen()cos ) e ( cos ) e ( s2xxx x
        (s n)     (s n) e     x 1011=nn()cos()



          ⋅=1110111
   cos()xxx
       2




                                                            c)(V)AB⋅=) ( )⋅⋅
                                                                        V      ) (V =) ( )110213041708
                                                                                   )    V

= sen(x) [cos(x) 1 – cos(x) cos (x)]
        ·       +          –   2    =
= sen(x) [1 – cos (x)]
        ·        2    =
= sen(x) sen (x) sen (x)
        ·       =

                                                     BA⋅=A( )⋅⋅
             2        3

19. b
A2 = –2A ts                                                V      A (V =A( )130411021708
                                                                      )   V

s det 2)= det
     (A      (–2A )s (detA2 = (–2) · det(A)s
                 t        )       3       t

s (detA2 = –8 · detAs detA= –8
       )


                                                            ∴ AB = BA
20. d
A–1 · B · A = D s
s det –1 · B · A)= detDs
     (A
s det –1 )· detB· detA= detDs
     (A



                ⋅⋅
                                                            d)(F)det(A· B) = detA· detB= 2 · 4 ≠ 0
                                                            e)                                        (F)
s 15detde d t
         t e ABA = s


                                                            BBBA213041304115016= ⋅=34 0
                                                                                    01⋅⋅
                                                                                     3        3 4 3 01
                                                                                               0 1 =34
s detB= 5
   21. detA≠ 3
                                                            =≠
                                                            =
   6 – 12 – 4x≠ 0 s x≠   −32
   22. e                                             12
   detA= 0 s
mapa a a ⋅= − ⋅+ ⋅=cos()s ( s n )
                                                                  m p ⋅+
28. d


                 ⋅⋅ b d b ca⋅⋅ b d b
                                                                                       en ) e ( cos ) = oe
                                                                                                   ( 10cs
abcdabcd             c a =bd c c a 12011201s
                            b




                                                              naqanaqa+ ⋅= − ⋅+ ⋅=cos()sen ) e ( co ( 01c
                                                                      ⋅
s aabccdacbdcd2222++               =+ + o
                                                                                          ( s n ) s ) =o s
Temos:a = a + 2c s c = 0
29. a
I.–log x · logx– 1 – 3logx≠ 0
        2
                                                                  Resolv endo     ambos       os     siste a
                                                                                                          m s,
–2[log x] – 3logx– 1 ≠ 0
          2
                                                                  encontra mo s:
Δ = 9– 8= 1
                                                                  m= cos(a);n = –sen (a);p = sen(a) q = cos(a)
                                                                                                   e
I logxx
 I.    x≠−≠ ≠ − 12101010 ss
                        12                                        Assim,substi uindoemI,vem:
                                                                              t



                                                                          s ⋅
e logxxx≠−≠ ≠ − 110110 ss
                      1


30. AXBC –1 = B                                                   Xaaaa=−− s, cos() en ) e ( cos ) s b b b s n
                                                                           im      s (s n)      ( co ( b b ) e
Multiplicandoà esquerdaporA–1 e à direitapor
  C, temos:
A–1 · A · X · B · C   –1   · C = A–1 · B · C s                    ()sen )
                                                                       ( cos )−o )
                                                                            ( − ss
                                                                                (s
s I X · B · I A–1 · B · C
   ·           =
                                                                  s
Sendo I matri identidadede mesm ordemque
           a      z                    a

                                                                  Xababb=⋅+   ⋅⋅cos()cos()sen( sen ) en( coss( s n( cos( sen( c
     A, B e C.
X · B = A–1 · B · C                                                                           )   (s    )     ) e )     )    )

Multip    licandoà direitaporB –1 , temos:
X · B · B–1 = A–1 · B · C · B –1 s

                                                                      s ( a a ⋅⋅−                ( cos ) e ( s n ⋅⋅+    ⋅⋅ ⋅ a
s X · I A–1 · B · C · B –1 s X = A–1 · B · C · B –1
       =
                                                                  os() en a b b− bbaabab cos )
                                                                                        )   ( cos )   (s n) e (  )            a
31. d
                                                                  ⋅ ⋅ as
det(2A) det 2)s
       =   (A
s 22 · detA= (de )
                tA2
Dividindo ambos os membros por detA, temos:                       s Xabababab=−−−−− − a
                                                                                      acos() en ) e ( cos c
                                                                                            s (s n)      (o
                                                                                                          )s
    detA= 4
                                                                  Observação: A informaçãosen (a)· cos (a)≠
32.                                                               0 pode ser excluída do enunciado do
      SeAaaaaB=−− . A
                 2 = =cos()sen ) e ( co ( e
                              ( s n ) s ) ccos )
                                              (s
                                                                  proble a, mas, nesse caso, a resolução
                                                                         m
      en() en )
          s ( cos ) b b−c( temos:
                 ( b b − o)
                         s ,
                                                                  implicariaumadiscussãomuitolonga.

A · X= B
                                                                  33. d
Multip licando à esquerda por A–1 (que existe,                    A · A–1 = I s A · B = I s
                                                                            2           2




                                                                                          isso⋅
                                                                                            uã⋅
   poisdetA≠ 0), temos:
A–1 · A · X = A–1 · B s I X = A–1 · B s X = A–1 · B (I)
                         ·
                                                                           130143101001pq dcs m 3 1 3 0 3
                                                                                                 0 4 =31 1
                                                                                                       4sss
Calcul mo A–1 :
         e    s
                                                              s
Amnpq =mq1 e A · A–1 = I
       −  nl
           pe



      cos() en ) e ( cos ) a a n q− I ⋅⋅
                                                                  113041001+0 qiss m pqq
                                                                            1 dcs u
                                                                             p u =o it
                                                                      I.qq414= = s
           s (s n)      (a a m p − ·             I ·   = =I
                                                                      I 1301340+ = + = pqp ss413112pp=− = − s
                                                                       I.



                                                                      ∴ s qp− = − − ======= + = 12412112415
      = 1001 s

s



      mapanaqa ⋅+
              m     ⋅⋅+ ⋅−⋅cos()sen( cos( s n ) enn( c
                                    )    ) e (s     )                 34. a)(A+ B) · (A– B)= A2 – AB + BA – B2
                                                                      b)O produtoAB deveserigualao produto
                                                                      BA.



                 ( a a aqa+⋅−⋅+
      os()s ( cos ) p n
           en )                       ⋅⋅ s()s =
                                             e                        c)detde ( d t ) e2AAAA− = − ⋅=(1
                                                                             t) e 1d t



                                                                      d)detdetBA=1
= ( s 1001
   )en
Para que a igualdad se verifique, é preciso
                   e                                              35. b
  que:                                                            log [det
                                                                     3    (2A )]= log (detA )s
                                                                             –1      27    –1

                                                                  s log [25 · det(2A )]= log 3 [det –1 · A–1 )]s
                                                                       3            –1      3      (2
s


     loglogde 33132113132
             t(          ⋅⋅         2 1 1 ⋅⋅ 2 1 1
                                     1 3 =    1 3 −


     det)AAs



     s logdetlogdet 321321AA 22 ⋅⋅ 2 3 1s
                  3313      33
                             11
                              =     1 2


     s 32132 detdetAA=d s
            13        etÛ

     s 212155detdetAA= s
                  3




     s 220 · detA= det A s 220 = det A s
                      3             2

     s detA= 1.024 = 210
         36. a)AB = BA s AB · B–1 = BA · B–1 s A · I B  =
         · A · B–1 s
         s A = B · A · B–1 s B–1 · A = B–1 · B · A · B–1 s
         s B–1 · A = I A · B–1 s B–1 · A = A · B–1
                      ·



         ∴ A · B–1 = B–1 · A (c.q.d.)


13
b)A2 + 2AB – B = 0 s B = A2 + 2AB s B = A(A+ 2B)s
s det(B) det[A(A+ 2B)]s
        =
s det(B) det(A) det(A+ 2B)
        =      ·
Do enunciado,sabemosqueB é inversíve Logo, det
                                    l.        (B) 0.
                                                 ≠
Assim:det ) det(A+ 2B)≠ 0 s det ) 0 e det + 2B)≠ 0
         (A ·                  (A ≠      (A
Então,sedet ) 0, A é inversíve
              (A ≠            l.
(c.q.d.)


Capítulo 4 sistemas lineares
Conexões
1.
                                         – 5 05 – 2 1 2 y x r t s

2. S1(r;s):yxyx= + = −     52

S2(r;t):yxyx= + = −      52

S3(t;s):yxyx= − = −      22


3. S1(r;s):yxyx= + = −     52s
s x+ 5 = –2x s 3x= –5 s x= − 53


∴ S= −            53 10 3 ; (Asretassãoconcorren e )
                                                t s.



S2(r;t):yxyx= + = −      52 s
s x+ 5 = x– 2 s 0x= –7 (F)


∴ S = ∅ (Asretassãopara e a distinta )
                       l l s        s.



S3(t;s):yxyx= − = −      22s
s x– 2 = –2x s 3x= 2 s x= 23


∴ S = 23 43 ; −          (Asretassãoconcorren e )
                                             t s.




     Exercícios complementares
     13. D a a a a a = − = − − cos()sen()sen()cos()cos()s2 en() aD s = −1
                                                               2




                                                                      ⋅
D a a a a x= − − = = − sen(2)sen()cos(2)cos()sen(2)cos()sen()cos()aaaa +            ⋅ 2s


     s Dx= –sen (a)


D a a a a a y= − = − cos()sen(2)sen()cos(2)cos(2)cos()sen2sen()⋅ −          ⋅ aaa



  Dy= – cos(a)
xDD a a x= = − − = sen()sen()1
yDD a a y= = − − = cos()cos()1
∴ S = {(sen(a);cos(a))}



       14. a)SPD (sistemaescalonadodo primeirotipo)
a bbb + = = = a 5 2 12 6 s
               e
       Substitui eb naprimeira
               s
               -              igualdade:
       a + 6 = 5 s a = –1



       ∴ S = {(–1; 6)}


       b)SPD (sist m escalonadodo primeirotipo)
                  e a
       2z= 4 s z= 2
       Substitui eznasegundaigualdad
                 s
                 -                  e:
       3y+ 4 · 2 = 14 s 3y= 6 s y= 2
       Substitui eye zna primeira
                s
                -                    igualdade:
       x+ 2 · 2 – 2 = 0 s x= –2



       ∴ S = {(–2; 2; 2)}


       c)SP (sist m escalonadodo segundotipo)
             I    e a
       p é a variáv l
                   e livre.
       n + 2p= 5 s n = 5 – 2p
       Substitui eo valorden naprimeira
                s
                -                      equação.
       –m + 2 · (5– 2p)+ 3p= 4 s
       s –m + 10 – 4p+ 3p= 4 s
       s –m – p = – 6 s
       s m= 6 – p


       ∴ S = {(6– p; 5 – 2p; p),comp 3 ® }


     15. d
     Sendoy= 0, subs tuímos
                    ti      essevalornasegundaequaçãoe obtemos = 2.
                                                              x
     Substituindonaprimeiraequação,temos:
     (λ + 1)· 2 + 0 = 0 s λ + 1 = 0 s λ = –1
     16. d
      Antes               Hoje                 Depois
Eu             y              2x               a
Tu             x              y                2x

2º mat emática

  • 1.
    MATEmática Matrize s, dete rm inantes e sis tema s lineare s 1 Capítulo 1Matrizes Conexões 56786666478886421234 ⋅⋅ 6 8 6 6 7 8 6 + + + + + + + + + + 7 6 6 4 8 8 = +512213261218244142432812112870607440+ = î Franciel foi aprovada e emmat m t a,geografia biologia,masnão emhistória. e á ic e Exercícios complementares 13. A 28a linhacomeçarácom 28, na primeiracoluna. Assim, falta 16 elementosnessalinha: 28 + m 16 = 44 14. At= –A xy x z 10330203130−−0 000 z y 2 0 00 ===== ===== = = = 000 −−−− − = = == I.x= –x s 2x= 0 s x= 0 I 2 = –y s y= –2 I. II I –1 = –z s z= 1 . ∴ x+ y+ z= 0 – 2 + 1 = –1 15. O primeiromembrodaequaçãoé a somadoscemprimeirostermosdeumaPA cujoprimeirotermo é iguala X e cujarazãoé iguala X. SXXXX 1001002101505050= + ⋅= ⋅=(). 100 Então:5.050 · X = 5050005050..l X X = 1001.0 · a.s 50 16. a)A vendeu16 automóveis tipo1 emmarço(a ). do 13 B vendeu 20 automóv eisdo tipo1 emmarço(b ).13 a + b13 = 16 + 20 = 36 13 Portanto,A e B vender m,junta 36 automóv a s, eisdo tipo1 emmarço. b)ConcessionáriaA ConcessionáriaB Mê 1: 12 + 15 = 27 M s 20 + 16 = 36 s ê 1: Mê 2: 8 + 12 = 20 Mê 2: 16 + 10 = 26 s s Mê 3: 16 + 24 = 40 M s 20 + 10 = 30 s ê 3: Mê 4: 20 + 36 = 56 M s 24 + 26 = 50 s ê 4: Portanto,a concessionáriaA ultra a sou concessionáriaB no volum devendas p s a e (considerando- sesoment os automóveis e do tipo1 e do tipo2)nosmese demarçoe abril. s c)AB+ = + + + + + + + + 1 220816162020241516121024103626)n o d)C=+=++ + + 1281620241512243612 D= C = 20162024241610102626 = + + 29. d (A+ B) = (A+ B) · (A+ B) s (A+ B) = A2 + AB + BA + B2 2 2 Se o produtodeA porB é comuta vo,(A· B = B · A), podemos ti escrev r: e (A+ B) = A2 + AB + AB + B2 s 2 s (A+ B) = A2 + 2AB + B2 2
  • 2.
    30. a I.xxx12 3121 3 − 3333 33 3 33 33333 3 333 33 − × × × 12 ,11,,10100 x3 0 23 1× ,,1 I Am× n · Bn × p – C m× p = 0m× I. p Observandoa ordemdasmatri e a únicapossibilidade z s, é: ABCDD233121212210× × × × ⋅−= × s×××− = 121210C d⋅−0 0 1 2 0 −−o d m =00 1 x rm 1 0 1 0 x 1010011200xx oe r e 11 0 s 1200+ −++++++++++++++======= x s 1200+ −− +++++++======xxx −− xx = s s 1 + x– 2 = 0 s x= 1 2222 b⋅⋅ 31. Aabbabbabababb 00=2b b 0 2 b + =2b b aa = a = ab aab A2 = A s s abababbabb 0+2a a = b ds ababb 00+ = = = bb= Is 222 b bb be bb r 222 ab ) ( Substituindoem( )temos: I, a = a s a – a = 0 s a(a– 1)= 0 s 2 2 s a = 0 (Nãoconvém.)ou a – 1 = 0 s a = 1 Logo: a = 1 e b = 0 32. e A · At= I 12121001xy y z =0u⋅ 2 2 0 1 y 11 s s ⋅ z x b oa 1 1 0 x =22 0 0 s 14221001 + + + + 10x yb= 0 u yx y z z 222 01 zz yx ox z x y
  • 3.
    2 14 1 342 2 + = = xx ( ) s I yxz2 0 + = s ()xzy2 2 2 = − s xzy 2 2 4 ⋅ = ( I 2 I) y + z = 1( I) 2 2 II Substituindo( ) Iem( I : I) 34 4 3 2 2 2 2 ⋅ = = zyzys ( V I ) Substituindo (IV) e m (III): a = (–1) + 1 = 1; a = (–1) + 2 = –1; a = 0 31 3 32 3 33 y y 2 3 1 + = s 43 1 2 2 Logo: A = − − − − 011101110 y= s y 34 = 2 4. b Sendom , nije p ele en s ij ij m to deM, N e P, resp ti a e t temos: ec v m n e, ∴ x + y = 34 34 64 32 23 32 23 32 23 11 11 11 22 22 22 M N P mn p m n p + = + = + = i s N mnp 2 2 s 32 23 7 32 23 4 13 ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ + = 72 4 yyx() s 9 4 42 9 4 62 xyyx+ = 32 x 32 + = = Tarefa proposta + = 4 ()()I I 2 I Fazendo( I ( )vem: I ) I, – 1. c 5y– 5x= 20 s y– x= 4 M a a a a a a = ) em I I I): 11 5. e 12 21 22 31 32 p – q11 = 2 – (–3) = 5 11 p – q12 = –1 – 1 = –2 12 p – q21 = 3 – 1 = 2 21 a = 2(1 – 1) = 0 a 11 12 p – q22 = 1 – 3 = –2 22 = 2· 1+ 2= 4 Logo, a distânciaentre asmatri e p e q é 5. z s a = 2 · 2 + 1 = 5 a22 21 = 2(2– 2)= 0 6. c a = 2 · 3 + 1 = 7 a32 31 O país1 exportou1,2 + 3,1 = 4,3 bilhões. = 2· 3+ 2= 8 O país2 exportou2,1 + 2,5 = 4,6 bilhões. Portanto: O país3 exportou0,9 + 3,2 = 4,1 bilhões. M = ao = 8 4 5 0 7 8 n: 2 0 t O país1 importou2,1 + 0,9 = 3,0 bilhões. O país2 importou1,2 + 3,2 = 4,4 bilhões. O país3 importou3,1 + 2,5 = 5,6 bilhões. 2. b 7. b A aaaa= = 0 11 12 21 − − = + + + 1 22 1 4 3 4 2 2 xxxxx 22 x+ 1 = –1 s x= –2 a = (–1) + 1 · 1 · 1 = 11 1 8. b 1 a = (–1) + 1 · 2 21 2 xa a a a = − − − + − = 22 22422482 · 1 = –2 a = (–1) + 2 · 1 · 2 = 12 1 a – 2 = 2 s a = 4 s a = –2 ou a = 2 2 2 –2 a = (–1) + 2 · 22 2 2· 2= 4 –2a = 4 s a = –2 Logo: A = − − 12 4a = –8 s a = –2 24 –2 + a = 2 s a = 4 s a = 2 ou a = –2 2 2 Logo: a = –2 3. A a a a a a a a a a = 9. d a a a 12 13 21 22 23 a a 11 a + a + a + … + a = (1+ 1)+ (2+ 2)+ (3+ 3)+ … + 2n = 11 22 33 nn 31 32 33 e a i ji jiji j= = 2 + 4 + 6 + … + 2n − ≠ = + ( ) 10 , A sequ n ê cia umaPA. é ⋅ ()1 2 s se, se Então: a = 0; a = (–1) + 2 = 11 12 1 S aan n n = + –1; a = (–1) + 3 = 13 1 1 a = (–1) + 1 = –1; a s S n n n = + ⋅ ()2 2 2 s S n n n n n = + ⋅ = + 2 1 2 2 () 21 2 22 = 0; a = (–1) + 3 = 23 2 –1
  • 4.
    10. d 11. 3 1 2 2 0 3 1 3 7 2 3 2 3 1 0 7 2 3 xyzxyz− + + − = − + +1 2 − a a 32 t = 23 = 2– 3 = –1
  • 5.
    3 x– 1 =2 s x= 3 y+ 2 = –3 s y= –5 3z+ 1 = 7 s z= 2 Logo: xy = 3 · (–5) · 2 = –30 z 12. xpqxyr z x y−++ −− + + ++++++++ += − + − − − 13262113ppyzqr −−−−−−− zz zz y z x + z z zz2621 z zz x– 1 = –x + 1 s x= 1 p = –x – 3 s p = –1 – 3 s p = – 4 q= y x+3 = –p s 1 + 3 = –p s p = – 4 2y+ 6 = –2y – 6 s y= –3 ( ) I De ( ), I temos:q = –3 r = z– 2 s + + + + + + 1057152722337 − −−−− yxx x y x −+++++ + + + + + + y y x y −− −== = = = –y = –q s – (–3) = –q s q= −−− − −−−−−−121031522722321 − − −−−−−− − –3 573371xy y+= − + = === x –z + 2 = –r Resolv endoo siste a, m temos: z+ 1 = –z – 1 s z= –1 ( I I) x= –2 e y= 1 De ( I temos:r = –1 – 2 = I) , w = |x · y| = | –2 · 1| = | –2 | = 2 –3 15. e Logo: p = – 4; q = –3 e r = A loja L1 vendeu 30 unidades do produto P1 e 15 unidades do –3 produtoP2, logoa somadasquantidades dosprodutosdostiposP1 e P2 vendidospelaloja 1 é 45. L 13. 23217034212x x z zy y yz 16. b ⋅− . xy x − + + − + z y+ +31 31 27 42 02 =+7734322101 zx y x z −−++ + + +++++ + + y z yz + ++ PQ − = − ==== == =− . d = 4 23232544123664108888= o −1 == 2 ====− 88 88 3x– y= 7 ( ) I 2z+ 1 = 3z– 4 s z= 5 x+ 2y= 0 ( I I) = − − − − − − ==== ========= = = −−− = 46142103825125() De ( ) e I ( I , vem: I) 3720xy y−=+ ==== x Logo: (P– 2Q) = −−− t 21255 ss 6214207142xyx x y x− = + = (I = )= 17. b 3A = B + C Substituindo em ( ) I, 361243xy w w y w ww == = =++ ++++++s z x x z w =− = = w ww + temos: 3 · 2 – y= 7 s y= –1 s 333346123xyzwx y wwww + + + − + ++++++ x z ww w=+ w Então: A=to y 37117401106 ã = : 3x= x+ 4 s 2x= 4 s x= 2 Logo, o traçodamatri A z 3y= 2 + y+ 6 s 2y= 8 s y= 4 é: 3 + 4 + 6 = 13 3w = 2w + 3 s w = 3 14. BAA=− ⋅t32 s 3z= z+ 3 – 1 s 2z= 2 s z= 1 ∴ x+ y+ z+ w = 2 + 4 + 1 + 3 = 10 s yx y y x y−+ x x y x 18. b + + 4 6 110571527223 + =3m A3 × 4_ Bp × q= C3 × 5; logo: p = 4 e q = 5 37 = −−−−============ = = −−−− −−−1106412323216214 − 19. 0⋅−9 3012432 121 23s syxxy y x y−+ x y x 102321512310502100−0 0 . 00 0 g : o p = = + − − + + 1154136031203+ + + 14 322 2 23 1 121 10571527223 371122 4= − + + +++++ −=== = += == = −−−−============ = = −−−− −−110641232329332 6920323323017 292552 33172s
  • 6.
    20. c ABA⋅= −====⋅⋅ == BA = − ====⋅= =010000010100sBBO ≠ BABA⋅=AA 0 B 0 0 B 0000101000000s== O 0⋅−A A 0 =AA 0 B0 0⋅ =⋅− A2010001000000= −=== == = 1 1 = =1 0 0 0 0 1 BBO 22000100010001= ⋅⋅ 0 1 0 0 0 =======≠ s ABA+ = − ==== =+++ + += −=== = = ++ = =+010000010101sBBO ≠ 21. e A4 × 7 · B7 × 9 = C 4 × 9 (quatrolinhase novecolunas) c63 é o ele e to m n dalinha6 e coluna3, logoc63 não existe. 22. b ABAmnABABAn1212112× × × ⋅ ⋅⋅× × ()[()ln ] i ×Amn1221 se 2121211121 1⋅⋅ 1 1 1 1 2 2 ⋅−1 1 = − ==== s − 11 2 2 bb s 221211121 b⋅−1 1 = bb−bb 2 1 − ==== s b s 4222111211121bbbb−−−− 2 − − 2 s 1= 1() 1 1 s 4b11 – 2b21 = 2 s 2b11 – b21 = 1 s s b21 = –1 + 2b11 23. a (A· B) · C = ()ABnD342 × × ⋅× · C m× 32 2 n= 4 Então:D3 × 2 · C m× 2 Logo: m= 2 ∴ m= 2 e n = 4 24. c
  • 7.
    PQRSxy ⋅= z ⋅⋅ Q S y Q S y Rx⋅ s1111111111111t R x ⋅⋅ R x =QS z y s sxxyy z t+++1t = + + + t z 1 1121211 I.x+ 1 = 2 s x= 1 I z+ 1 = 2 s z= 1 I. I I + 1 = t+ 1 s 1 · y+ 1 = t+ 1 s y= t I xy . IV.y+ 1 = z+ ts y+ 1 = 1 + ts y= t 25. b I.(V)A3 × 2 · B2 × 1 = C 3 × 1 I (F)A5 × 4 · B5 × 2 (Nãoexist o produto.) I . e I I A2 × 3 · B3 × 2 = C 2 × 2 I (V) . 26. a)A2 = A · A = 1 1⋅−−A = 123012111123012111−−1 111 111 1 · A = e == = 103223343002012022101211+ − + + + − + − + + + − − + + − + − − 3321+ ++++++ + + + + += = −−− 274230020 1 1⋅−− b)A · At= 123012111101211321−−1 111 111 1 A · A e = = = 1490261230260140121230121++ + + − + − + + + + + − − + − + − + + + ++++++ + +=11 ++ = 1482851213−−−−33 33 3 33 3 33 c)2A + 3At= = 246024222303633963−−3 333 3 33 ++++++ + + + 333 + + + +== −− = = = 543657785 ==== = = = − 27. A2 × 2 · X = B2 × 2 Paraquea igualdad sej possíve a matri X deve e a l, z serdo tipo2 × 2. SejaXmnpq=ig l ud a Como A · X = B, temos: = ⋅⋅ 21031020 X B 1 3 0 01mnpqs 22331020mpnqpq++tm:=j p 0 1 =130 2 e s ao o s 2122312131623mp m p+=+ = = = = psívsss m m o e 202000nqnnq+= = = = m ss mp Logo: X=n + = = m n = = m160230 q p ( ) )) x x x e e t ⋅ssen( cos ) xs o 28. a)cos()() )cos( cos( ( x x x s ns nsenaiz r ) ( x oc ( = ) = cos()( ( cos ) ) os 2xxxx x+ + ⋅sensensenseensensen()cos() )cos( cos( ( x x x⋅+ ⋅+)22 o = )) ((c ( ) x ⋅ 2 2 ( ) )) x x x )s c( 4
  • 8.
    = 112sen2sen ) ( ( co ( x x⋅⋅⋅ ( cos ) ) s ) x x ⋅ 1 2 = 1 s = 1221sensen ) ) x11 ( ( x= 2 2 b)A(x) A(x) A(x) · = s 32. c s 1221sens ens s n ) ) s ) ) en e ( ( co ( ( AB⋅= − − − − ==== = ⋅−−. ()cox x xs e x x ns e =ss( x s( n ) o) () = y 1 1 3 211011111s y 1 1 z • cos(x) 1 s x= 0 ou x= 2π ( ) = I • sen(2x) sen(x) = s s 2sen(x) cos(x) sen(x) · = s s 2sen(x) cos(x) sen(x) 0 s · – = AB⋅= − ⋅−+ ⋅−+ − ⋅⋅−+ − ⋅−+2111110111()() ) ) ) ) − s sen(x) [2cos(x) 1] = 0 · – i) sen(x) 0 s x= 0 ou x= π ou x= 2π ( I = I) s ( ( ((( ii)2cos(x – 1 = 0 s ) s cos(x) 12 s = − ⋅⋅ ⋅ 1 1 11)s s x= π3 ou x= 53π (III) S = ( ) [( I ( I ) {0; 2π} I% I ) I I= 5 ] 0 1 29. b AB⋅= − ====⋅−B s AB⋅= − − + − ++++++211011s == . ) )= + + + ++++3014211060302410– 1 = 06361 = = BA⋅= − ====⋅−A + 3 1 + − − + == + 0 = s AB⋅=B 1 00 ) 11 +++211030146104300000 −− 0 ====== = 7430 0 == 33. b ABBA− ==== = −−−=== = 63617430= == == − 1791 XABXC− = + + 23 s s 3(X– A)= 2(B + X)+ 6C s 3X – 3A = 2B + 2X + 6C y⋅⋅ s s X = 3A + 2B + 6C s 30. 1123411xy−yy 0 . yy y 3 = − ======s 0 sX= −======+++++++++ −++++++63932420246126 s − sX= − + + − + + − + + ++++++62243469212306s s 3413811+− +++++++= −====== x s () y sX== 3 + A281233 s 3441421238139+ − = = = + = − = − = − xxxyyy 34. c A=3 +2 A 8 2081512B=66 = C 32Xxy=1 C “ 33ss3 ssss 01 A · B = Xs 8⋅ ⋅ 31. b s 208151232 21 05 0 1 1 85xy 8 5 =011 2 s 22⋅⋅ 2130112−2 2 22 . 3 1 2 = +. 31 z xs 0 4 1 0 xy y z 4 ⋅ 20382153122 + ⋅⋅+ ⋅⋅ ⋅ 3 2 =⋅ 32xy 8 1 81 s5 s 232xyz z x − +++++++= +++++++s y y z++ s 76692x =0 5xy 1y 8 1 5 12 s 232xyz y x y z z++= − + = + +++++ 35. d x= –y –2y + y+ 3z= 2y 3z= 3ys z= y xy z x++= y z − ++ − = − + − = − yyy y 1111 y y
  • 9.
    AA⋅= − −==== = ⋅− = −A > == + t10101210011210++ + − + − + + +++++ −− === = 10020020142225 += == (A· At–3I)· X = B 2225300312−−2 2 −2 222 2 2 2222 22 2222 2 ⋅⋅ 3 ) · =3xy· X I I s s −− −−− − − − − ⋅⋅ I y = I x · xy· 122212xy s −−− + + + + + + + = = = = = = = xy y22212s x s −− = − += = = = xy y21222+ x s –3x = 3 s x= –1 e y= 0 Logo: x+ y= –1 + 0 = –1 5
  • 10.
    36. −n Annnn= − − − − − − − − =111111111111  ()( ( )) Bpppp nnnn 123123123123 =n 11122223333 1332Û 11 313 ()(( )) Û 11  3 1  3 a)Paran par: 2110010xx > 2 – x – x> 0 s x + x– 2 < 0 xs 2 2 S = –1 + 1 – 1 + 1 – 1 … + 1 = 0 Paran ímpar: S = –1 + 1 – 1 + 1 … – 1 = –1 1– 2 b)An × n · Bn × p = C n × p S = ]–2; 1[ c42 = a · b12 + a · b22 + … + a · bn2 s 41 42 4n 16. Aplicando o teoremade Laplacena quinta coluna,temos: s c42 = 1 · 21 + 1 · 22 + 1 · 23 + … 1 · 2n s 2132111023403210252321110234032 ⋅−⋅−= ⋅−+ s cnn42232222= + + + + +SomadosprimeirostermosdaPGs 55 s caqqn42111= −−() s s 409421212.()=−− n s ()11025 s – 4.094 = 2 – 2n + 1 s Aplicando o teore a de Laplac na segunda m e coluna,temos: s 2n + 1 = 4.096 s 221123432125 ⋅⋅−⋅−= + () s 2n + 1 = 212 s n = 11 linhas 12 Capítulo 2Determinantes Conexões A área podeserobtidapor: A = – 4 · (15– 4 + 24 + 9 – 4 – 40)= – 4 · 0 = 0 A = AABC + ACDA s 29. a s A = DD1222+ O segundo deter minan e a combinaçãolinear t é D1 = 011201131−− e D2 131111011− do primeiro (L = –L 1 + L2). Portan 2 to, os determinan e sãoiguais. t s ∴ A = 9262+ = 7,5 u.a. 30. Trata- edeumdeterminante Vandermonde. s de Suaresoluçãoé dadapor: (3– 2)· (– 4 – 2)· (– 4 – 3)= 1 · (– 6)· (–7) = 42 31. Trata- edeumdeterminante Vandermonde. s de Então: (k – k)· (k – k)· (k – k ) · (1 – k)· (1 – k ) · (1 2 –1 –1 2 2 Exercícios complementares – k )= 0 –1 I.k – k = 0 2 13. d k(k– 1)= 0 s k = 0 ou k = 1 I.ad– bc = 0 s ad= bc I abdcadbc001022=+ I. I k – k = 0 s 101 kkkk−= − I –1 . 2 s = 0 s k2 = 1 s k = ±1 I I –1 – k = 0 s 101 kkkk−= − Ik. 2 23 s= 0 sk = 1 sk= 1 3 Substituindo I em I , concluímos que o I IV.1 – k = 0 s k = 1 deter minan e t vale: 2bc + bc = 3bc V. 1 – k = 0 s k = 1 s k = ±1 2 2 VI.1 – k = 0 s 1 –101kkk=− s= 0 s k = 1 –1 14. a De I,I I I V e VI,temos: I I IV, , , 00100cos( s n ) e ( cos ) x y= ) e (s n) (x y S = {–1; 0; 1} = cos(x) cos(y – sen(x) sen(y = · ) · ) 6 = + = = cos()cosxyπ312 15. a
  • 11.
    32. Trata se - de um deter minan e t de s c = –3 ou c = 5 Vander monde. 10. a Temos,então: xxx1110010101010−−− = s 1 – x = 0 s x= ±1 2 (x– 2)· (x– 3 – 2)· (x– 3 – x)· (1– 2)· (1– x)· (1– x+ 3)< 0 s s (x– 2)· (x– 5)· (–3)· (–1) · (1– x)· (4– x)< 0 s 11. c s (x– 2)· (x– 5)· (1– x)· (4– x)· 3 < 0 s 2x· log x · 3 – 8x· log x· 3 = 0 s 2 2 2 s (x– 2)· (x– 5)· (1– x)· (4– x)< 0 s 2x· 2 · log x– 8x· log x= 0 s 2 2 Tratase de uma inequação- roduto, - p cuja s 2x+ 1 · log x– 23x· log x= 0 s 2 2 resoluçãoé dadapor: s log x· ()22 2 13xx+− = 0 s I.x– 2 = 0 s x= 2 s log x= 0 s x= 1 ou ()22 2 13xx+− = 0 s I x– 5 = 0 s x= 5 I. s x+ 1 – 3x= 0 s x= 12 I I – x= 0 s x= 1 I1. 11232+ = IV.4 – x= 0 s x= 4 12. b xxx x x − + =11311113110s x x x+ ––+ + + – – – + – + – – + + + – – – – + + – – + 1 1 224455IIIIIIIVI _ II _ III _ IV S = {x3 ® | 1 < x< 2 ou 4 < x< 5} s (x – 1)· x+ 3x+ x– x – 3(x– 1)– (x+ 1)= 0 s 2 3 s x – x+ 3x+ x– x – 3x+ 3 – x– 1 = 0 s 3 3 Tarefa proposta s x= 2 1. e 7 xaax011011= x+ ax– ax = 1 s 2 s ax – (a+ 1)x+ 1 = 0 2 (a+ 1) – 4a = 0 s 2 s a2 + 2a + 1 – 4a = 0 s a – 2a + 1 = 0 s 2 s (a– 1) = 0 s a = 1 2 2. a)2 · 5 – 4 · 1 = 10 – 4 = 6 b)5 · 0 – 3(–1) = 0 – (–3) = 3 3. a)sen 20° – (–cos 20°)= 2 2 = sen 20° + cos 20° = 1 2 2 b)sen75° · cos75° + sen75° · cos75° = = 2sen75° · cos75° = sen(2· 75°) = = sen150° = 12 4. e Maaaa=Ma aa a= 11122122s M=− − 11 22 1142 detM=−1142 = 1 · 2 – 4 · (–1) = 2 + 4 = 6 5. a a – b + (–a2 + b2)= a – b2 – a + b2 = 0 2 2 2 2 6. d Aaaaa=2 ° = 2 11122122s A=12 2 22 1 2345 detA=2345 = 2 · 5 – 4 · 3 s detA= 10 – 12 s detA= –2 7. 121142101121410−− = = 4– 4+ 0+ 4+ 0– 2= 4– 2= 2 8. 124221511122524xxxx=s s 2 + 4x+ 20x– 8 – 10 – 2x = 24 s 2 s –2x2 + 24x– 16 – 24 = 0 s s 2x – 24x+ 40 = 0 s 2 s x – 12x+ 20 = 0 s 2 s x= 2 ou x= 10 S = {2; 10} 9. d 111191311119ccc = 0 – 2 0 = = 27 + c + c – 9 – c2 – 3 = 0 s s c2 – 2c – 15 = 0 s
  • 12.
    13. (–1) ·(–1) + 2 · 131123142−− + (1)· (–1) + 4 · 4 4 123112114−−−− = = –(– 4 + 9 – 4 + 2 + 6 – 12) + (4 + 3 + 4 – 3 – 8 – 2) 22. e = bc – (b – 4ac)= bc s –(b2 – 4ac)= 0 s 2 = –(–3) + (–2) = 3 – 2 = 1 s b2 – 4ac= 0 (Δ = 0) 14. xxxx x x 4444440= s x + 4x + 16x– 4x x x x 3 2 2 Portanto, o gráfico da função tangencia o eixo Ox. – 4x – 4x = 0 s 2 2 23. a ab x2222 xxx 22− = ++++++ −−++ + += −− eeee + ++ s x – 8x + 16x= 0 s x(x – 8x+ 16)= 0 s 3 2 2 s x= 0 ou x – 8x+ 16 = 0 s Soma= 8 2 = + + −− + = −−eeeeee 2022022424 x xxx A somadasraízes 0 + 8 = 8. é = + + − + − = −−eeee 224xxxx 2222 15. 11213130xx= x + 6 – 13 – 3x= x – 3x– 2 2 = = 441 7 24. b ⋅⋅ene 2232 s 3023xx= 11213130302xx s x – 3x– 7 = 3xs x= 2 dxx= n s x – 6x– 7 = 0 s x= 7 ou x= –1 2 ssdxx= ⋅⋅ene 2322 16. b n AB⋅= − ====⋅−−. == 7 o = − ======21343122401711 u s d = 2x· 2 · 23xs d = 24x+ 1 log d = log 24x+ 2 2 1 = (4x+ 1)· log 2 = 2 = 4x+ 1 ⋅ 25. Aplicando o teorema de Laplace na última coluna,temos: det )AB= − = 40171144 ( (–1) · 2100021190047502181110− 10 Observandoa quarta coluna,paraa aplicaçãode Laplace, podemos concluir que o determinan e t val zero. e 17. ax– x = 0 s x – ax= 0 s x(x– a)= 0 s x = 0 2 2 26. c ou x= a M – k· I − = − 30451001k= Paraduasraíze reaise iguais,temos:a = 0 s 18. Aplicando Laplace na terceira linha, = − − 304500kk= temos: = − + − ++++ + ( 3045kk + () ) detA= 3 · (–1) · 10011011a− = 3 · (–1) · 7 (1+ 1)s det – k · I = 0 s –(3 + k)· (5– k)= 0 s (M ) s (3+ k)· (5– k)= 0 s k = –3 ou k = 5 s detA= –3 · 2 = – 6 27. FazendoC 1 = C 1 – C 2; C 2 = C 2 – C 3; C 3 = C 3 – C 4, 19. p(x) 6 + 2x+ 2 = 2x+ 8 = temos: a)P(5)= 2 · 5 + 8 = 18 kg abbabbab a b −−− = − ⋅000000000 () b)30 = 2x+ 8 s 2x= 22 s x= 11 anos 20. a b a a 3 0310324330043330 xxx xxx = s8 · 3x – 4 · 3x = 0 s 4 · 3x= 0 s 3x= 0 ∅ 28. Por setratar determinante umamatriz do de de Vander monde,temos: S= (x– 2)· (3– 2)· (3– x)· (1– 2)· (1– x)· (1– 3)= 0 s s (x– 2)· (3– x)· (1– x)= 0 s 21. 21341102411012−−− =nnnn s –2n + n2 – s x= 2 ou x= 3 ou x= 1 n + 3n – 4n = 12 s S = {1; 2; 3} s n2 – 4n – 12 = 0 s n = 6 ou n = –2 8 S = {–2; 6}
  • 13.
    xxx ( ⋅−⋅−−−=+ 312277077000 () 29. d AplicandoLapl e ac na segundacoluna,temos: x− ) 11 s 3 · (–1) · 13014142121205141421 + 3 4 ⋅−⋅()= ssxxxx− ) ( ⋅=3270() ( ⋅−⋅− ) = (–3) · 11 + 2 · (–66)= –165 30. AplicandoLaplace primeira na linha,temos: x· (–1) · xx120300216= s 2 s x=3 ou x= 2 ou x= 7 ou x= 0 Logo, o triângulo é retângulo, pois: 222 ) 732 ( = ) (+ s x· 2x = 16 s 2 sx = 8 s ∴ A = 2323 = ⋅ 3 s x= 2 Ou seja: α = 2 s α2 = 22 = 4 31. Por setratardo determinante umamatriz de deVandermonde,temos: 34. d (5– 7)· (x– 7)· (x– 5)= 0 s Por Vander monde: s (–2) · (x– 7)· (x– 5)= 0 s (log 20 – log 2) · (log 200 – log 2) · (log s (x– 7)· (x– 5)= 0 s 200 – log 20) · · (log 2.000 – log 2)( log s x= 7 ou x= 5 2.000 – log20)(log2.000 – log200)= =.0 ⋅⋅ . 0 0 ⋅⋅ . 0 0 ⋅logloglog20220022002 S = {5; 7} 32. b Aaaaa=; 7= } 11122122 0– 0 0 0 a 421= ⋅+++++ += =sen(11)s ππ 0 11 + en ⋅⋅ g o ⋅⋅ l g g o ⋅logloglog20002200020200 l g axx 12= x ⋅−[] − = − sen(12)sen() en( = s ) 02...000g0 = 20 02 = (log10)· (log100)· (log10)· (log1.000) · (log100)· (log10)= = 1 · 2 · 1 · 3 · 2 · 1 = 12 ⋅−[] 35. Por Jacobi,vem: axx = 21 =sen(21)s ( en ) 1111111+ b11111+ a1111+ c111000b0001a000c + + + × × × – 1 – 1 – 1 = Aplicando o teore ade Lapl ena primeira m ac a 40= ⋅+ + = ( =sen(22)s ππ coluna,temos: det( ⋅−⋅= + 11000000 abcabc 22 02n = en )= 11 Logo: Axx=−− s( =en 10sen( s n ) ) e ( 36. p(x) (3– x)· (a– x)· (1– x)+ 4 · (3– x)= 0 = 101414− = =sen()s ( s n ) e 2xxx ss en ) e ( s n( x ))=±12 s s p(x) (3– x)· [(a– x)· (1– x)+ 4] = 0 s = ∴ S = −−−− 1167656665676116ππππππππ;;;;;;;;;;;;; s (3– x)= 0 s s x= 3 (únicaraizreal) ou (a– x)· (1– x)+ 4 = 0 s s a – ax– x+ x + 4 = 0 s 2 s x – (a+ 1)x+ (a+ 4)= 0 2 33. b Devemos ter Δ < 0, para que não exist m a FazendoC 1 = C 2 – C 1, C 2 = C 2 – C 3 e C 3 = C 3 – C 4, outrasraíze reais.Assim: s temos: Δ = (a+ 1) – 4 · (a+ 4)< 0 s 2 xxx −−−−−− =3322770227700770000 x s a + 2a + 1 – 4a – 16 < 0 s 2 Aplicando Laplace na primeira coluna, s a – 2a – 15 < 0 2 temos: 5– 3
  • 14.
    S = {–3< a < 5} 9
  • 15.
    Capítulo 3Complementos de Assim:M= −− === = 91111 == |M| = – 9 + 11 = 2 determinantes M− = 112 Conexões 30. e detA= –2 + 2 + 3 = 3 a)A = 3152e exs detA= 6 – 5 = 1 sd det(B ) = det(2A) 1detB= 23 · detAs 1detB= –1 s A–1 = 2153−−3 3 33 33 24 s b)B = 5101−1 1 s detB= 5 11 11 s detB=124 B–1 = 15150555 5 1 Â = 151501 = “ 31. a Aplicandoo teore am deBinet(P.8): det(A· B–1 )= det(4A) det –1 )( ) P.8 · (B I c)C = −− 2346s detC= –12 + 12 = 0 Como A é uma matri de ordem n, pode- e z s colocaro 4 emevid nê cia (P.4). Não exist C –1 (a matri C não é invertív l e z e ), n vez s e emdet(4A),logo: poisdetC= 0. Exercícios complementares det(4 d t fatores nn= ) e d AA ⋅⋅⋅⋅⋅= ⋅44444 eet 4 13. e B = k· A Aa = ⋅4 det t = detB= det( · A)s (B) k s k3 · detA= 96 s k3 · 1,5 = 96 s n , sss kkk 9615644== = 33 14. detA= det(A) t e Aaaaa=A a = a= aa aa a== a 111221224278 det(d tBBb= = e − 111) Substituindoessesvalore em( )temos: s I, det(4414 ABabab ⋅= ⋅⋅= ⋅− ) |A| = |A t = 32 – 14 = 18 | 15. e 1 nn det (3A· 2B)= det (3A) det(2B) 32 · detA· 22 · = · detB= = 9 · 2 · 4 · 3 = 216 16. d 32. c Pabcd=1 d M · P = I s 4o in e 2 det(2A· At)= 4k s det(2A) det t)= 4k s · (A 1301711001de · P ⋅ ⋅ s 23 · detA· detA= 4k s 8 · d · d = 4k s 2d2 = k det (3B) 162 s 3d · detB= 162 s 3d · 2 = 162 s = s oM = 3 1 1 07abcd 0 7 =31 1 1 s s 3d = 81 s 3d = 34 s d = 4 ∴ 2 · 42 = k s k = 32 abacbd33771001++ · P I e () = e= I s , I.aaaccc3137037037== + = + = = − ===== =sss = I bbbdd300711== + = = = I ss I. es Logo: k + d = 36 29. b M · A – 2B = 0 s M · A = 2B s Logo: P= −=== = = = 30371 = === ⋅⋅ A somados ele en sda diagonalprincipa é m to l abcdA 2 =B b d =bd =3412161422 c A cA 3 + 1 = 4. Tarefa proposta I.316421431627abab a ab b+= + = t2 = + = 3 (+ s 1. c SejadetA= d. Dividindo umafileiraporx(x≠ 0) ∴ a = 9 eb = –11 e multiplicandoumafileirapory(y≠ 0), temos: det=⋅dxy dyx s dxy s ⋅ I 324223221cdcdcdcd+= + = +=t = + = += I. + s ∴ c = 1 ed = –1 10
  • 16.
    2. a detB= – 6 (triangul r a inferior) Aaaaaa a a a a 11121314212223243132333441 a a a a a= det · B) = detA· detB= 36 (A 4224344aa24222 44124 3423comoa = 2i – j,vem: ij 8. c AA=− detA= 2sen (x) 2cos (x) 2 + 2 s −−−− − − − − − − − − − − −=10123210543276541edet s detA= 2[sen (x) 2cos (x)] 2 · 1 = 2 2 + 2 = 0012321054327654−− t 1414 ⋅⋅ 2 d t 5e⋅=AA) Por Jacobi,vem: 1– 1– 230532170246540– 104– 283– detde ( 525 5 e =2d ( t 41 120246 6= + + × × 1 – 2 5– Aplicando o teore a de Laplac na m e = ⋅⋅⋅= 1165detdetAAx primeiralinha: detA= (–1) · A13 s x  s detA = (–1) · (–1) · 4 42284412660−− −= e P.5 = ⋅= ⋅= = 11611622 ()detde AA detA= detA = 0 t 55 t 3. a Aabc = = b= d 23426 det t)= 2 · detB t a e c t 5 s (A 9. d Como det(A)= detA,temos: t I.(F)Um contra x m l e e p o: detA= 2 detB 23460= 4. d I . I (V) mbncp=⋅4111 detBmanbpc=3111 aaaaaa a nnnnn1112122231122 a a 00000 ⋅⋅  nn  a⋅ detAa · I I 2121211+ ( ⋅−( = − = I (V) . ) ) Como detA= 2, temos: 24111= ⋅ambncp detB= 2121+ ( ⋅−( ⋅detAs s 11112ambncp= s ) ) manbpc11112= − ∴ detB= 31232 e B = = − ⋅−d t s detB= 1 · detA 10. c det 3)= det I s (M (82) s (detM3 = 82 · det( )s ) I 2 5. a s (detM3 = 64 · 1 s ) PG(a;b; c; d),então: s detM=643 s b = aq; c = aq e d = aq 2 3 s detM= 4 detMabcda aqaqaq== 23 Por P.5: detM= 0 11. d Multiplicandoa primeiralinhapor a, a segundalinha 6. d porb e a terceiralinhaporc, temos: y x z=−⋅= − ss(P.4) 111= ⋅ 123691212312323412x z y abcaaabcbbabcccabcaabbcc 232323232323 ss12323442341234xy x z=− = (P.3) z y 11 7. d detA= – 6 (triangul r a superior)
  • 17.
    12. b s x + 8 – 3 – 6x– 2x+ 2 = 0 s 2 [detM] = 25 s 2 s x – 8x+ 7 = 0 s x= 1 ou x= 7 2 s detM= ±5 ( ) I 23. c detM= 3x+ 12 + 12 – 27 – 4x– 4 = –x – 7 ( I I) 101120154364251025485−− = − − + = − + = − De ( I ( ), I ) I vem: e –x – 7 = 5 s –x = 12 s x= –12 ou –x – 7 = –5 s –x = 2 s x= –2 Logo, o determinan e t dainversaserá:−548 –12 + (–2) = –14 24. detA≠ 0 13. A= − ======1111detA= 2 3x– 6x ≠ 0 s x≠ 0 e x≠ 12 2 det 2)= (detA2 = 22 = 4 (A ) 25. Sendoabcdtm inversa,temos: ein ra 14. b 10011001ce ⋅ 0 1 0 01abcd ⋅ det 2 · B2)= det 2)· det 2)s (A (A (B s det 2 · B2)= (detA2 · (de (A ) tB) s 2 tm 0 1 =01 0 dr 0 s det 2 · B2)= (–1) · (–1) = 1 (A 2 2 15. b a = 1; b = 2; x= 3 e y= 4 A== 1 b ; 1234e detA= –2 abcd1a = r 1001 0b m 0c in det(AB) detA· detB= detA· detA s = t 26. A = 2153−−3 3 s detA= –1 (existe –1 ) 33 33 A s det(AB) (de ) s det(AB) 4 = tA2 = Aplicando o dispositivo prático (página 41), 16. d temos: 1 · 2 · 3 · 4 · 5 + (–1) · (1· 2 · 3 · 4 · 5 · 6)= 3152−−2 2 22 22 = 120 + (–1) · (720)= = 120 – 720 = – 600 27. c 17. d a)(F)detB= 4 Q 3 = –2Q 2 s det(Q )= det 3 (–2Q2)s Pelodispositivoprático(página41): s (detQ) = (–2) · (de 3 4 tQ) , dividindo ambos os 2 BA− = − ==== = = = ==1134014 = = == ≠ membros por(detQ) , temos:detQ = 16 2 b)(F)detA= 2; detB= 4 ∴ detA≠ detB 18. d sen()cos ) e ( cos ) e ( s2xxx x (s n) (s n) e x 1011=nn()cos() ⋅=1110111 cos()xxx 2 c)(V)AB⋅=) ( )⋅⋅ V ) (V =) ( )110213041708 ) V = sen(x) [cos(x) 1 – cos(x) cos (x)] · + – 2 = = sen(x) [1 – cos (x)] · 2 = = sen(x) sen (x) sen (x) · = BA⋅=A( )⋅⋅ 2 3 19. b A2 = –2A ts V A (V =A( )130411021708 ) V s det 2)= det (A (–2A )s (detA2 = (–2) · det(A)s t ) 3 t s (detA2 = –8 · detAs detA= –8 ) ∴ AB = BA 20. d A–1 · B · A = D s s det –1 · B · A)= detDs (A s det –1 )· detB· detA= detDs (A ⋅⋅ d)(F)det(A· B) = detA· detB= 2 · 4 ≠ 0 e) (F) s 15detde d t t e ABA = s BBBA213041304115016= ⋅=34 0 01⋅⋅ 3 3 4 3 01 0 1 =34 s detB= 5 21. detA≠ 3 =≠ = 6 – 12 – 4x≠ 0 s x≠ −32 22. e 12 detA= 0 s
  • 18.
    mapa a a⋅= − ⋅+ ⋅=cos()s ( s n ) m p ⋅+ 28. d ⋅⋅ b d b ca⋅⋅ b d b en ) e ( cos ) = oe ( 10cs abcdabcd c a =bd c c a 12011201s b naqanaqa+ ⋅= − ⋅+ ⋅=cos()sen ) e ( co ( 01c ⋅ s aabccdacbdcd2222++ =+ + o ( s n ) s ) =o s Temos:a = a + 2c s c = 0 29. a I.–log x · logx– 1 – 3logx≠ 0 2 Resolv endo ambos os siste a m s, –2[log x] – 3logx– 1 ≠ 0 2 encontra mo s: Δ = 9– 8= 1 m= cos(a);n = –sen (a);p = sen(a) q = cos(a) e I logxx I. x≠−≠ ≠ − 12101010 ss 12 Assim,substi uindoemI,vem: t s ⋅ e logxxx≠−≠ ≠ − 110110 ss 1 30. AXBC –1 = B Xaaaa=−− s, cos() en ) e ( cos ) s b b b s n im s (s n) ( co ( b b ) e Multiplicandoà esquerdaporA–1 e à direitapor C, temos: A–1 · A · X · B · C –1 · C = A–1 · B · C s ()sen ) ( cos )−o ) ( − ss (s s I X · B · I A–1 · B · C · = s Sendo I matri identidadede mesm ordemque a z a Xababb=⋅+ ⋅⋅cos()cos()sen( sen ) en( coss( s n( cos( sen( c A, B e C. X · B = A–1 · B · C ) (s ) ) e ) ) ) Multip licandoà direitaporB –1 , temos: X · B · B–1 = A–1 · B · C · B –1 s s ( a a ⋅⋅− ( cos ) e ( s n ⋅⋅+ ⋅⋅ ⋅ a s X · I A–1 · B · C · B –1 s X = A–1 · B · C · B –1 = os() en a b b− bbaabab cos ) ) ( cos ) (s n) e ( ) a 31. d ⋅ ⋅ as det(2A) det 2)s = (A s 22 · detA= (de ) tA2 Dividindo ambos os membros por detA, temos: s Xabababab=−−−−− − a acos() en ) e ( cos c s (s n) (o )s detA= 4 Observação: A informaçãosen (a)· cos (a)≠ 32. 0 pode ser excluída do enunciado do SeAaaaaB=−− . A 2 = =cos()sen ) e ( co ( e ( s n ) s ) ccos ) (s proble a, mas, nesse caso, a resolução m en() en ) s ( cos ) b b−c( temos: ( b b − o) s , implicariaumadiscussãomuitolonga. A · X= B 33. d Multip licando à esquerda por A–1 (que existe, A · A–1 = I s A · B = I s 2 2 isso⋅ uã⋅ poisdetA≠ 0), temos: A–1 · A · X = A–1 · B s I X = A–1 · B s X = A–1 · B (I) · 130143101001pq dcs m 3 1 3 0 3 0 4 =31 1 4sss Calcul mo A–1 : e s s Amnpq =mq1 e A · A–1 = I − nl pe cos() en ) e ( cos ) a a n q− I ⋅⋅ 113041001+0 qiss m pqq 1 dcs u p u =o it I.qq414= = s s (s n) (a a m p − · I · = =I I 1301340+ = + = pqp ss413112pp=− = − s I. ∴ s qp− = − − ======= + = 12412112415 = 1001 s s mapanaqa ⋅+ m ⋅⋅+ ⋅−⋅cos()sen( cos( s n ) enn( c ) ) e (s ) 34. a)(A+ B) · (A– B)= A2 – AB + BA – B2 b)O produtoAB deveserigualao produto BA. ( a a aqa+⋅−⋅+ os()s ( cos ) p n en ) ⋅⋅ s()s = e c)detde ( d t ) e2AAAA− = − ⋅=(1 t) e 1d t d)detdetBA=1 = ( s 1001 )en Para que a igualdad se verifique, é preciso e 35. b que: log [det 3 (2A )]= log (detA )s –1 27 –1 s log [25 · det(2A )]= log 3 [det –1 · A–1 )]s 3 –1 3 (2
  • 19.
    s loglogde 33132113132 t( ⋅⋅ 2 1 1 ⋅⋅ 2 1 1 1 3 = 1 3 − det)AAs s logdetlogdet 321321AA 22 ⋅⋅ 2 3 1s 3313 33 11 = 1 2 s 32132 detdetAA=d s 13 etÛ s 212155detdetAA= s 3 s 220 · detA= det A s 220 = det A s 3 2 s detA= 1.024 = 210 36. a)AB = BA s AB · B–1 = BA · B–1 s A · I B = · A · B–1 s s A = B · A · B–1 s B–1 · A = B–1 · B · A · B–1 s s B–1 · A = I A · B–1 s B–1 · A = A · B–1 · ∴ A · B–1 = B–1 · A (c.q.d.) 13
  • 20.
    b)A2 + 2AB– B = 0 s B = A2 + 2AB s B = A(A+ 2B)s s det(B) det[A(A+ 2B)]s = s det(B) det(A) det(A+ 2B) = · Do enunciado,sabemosqueB é inversíve Logo, det l. (B) 0. ≠ Assim:det ) det(A+ 2B)≠ 0 s det ) 0 e det + 2B)≠ 0 (A · (A ≠ (A Então,sedet ) 0, A é inversíve (A ≠ l. (c.q.d.) Capítulo 4 sistemas lineares Conexões 1. – 5 05 – 2 1 2 y x r t s 2. S1(r;s):yxyx= + = − 52 S2(r;t):yxyx= + = − 52 S3(t;s):yxyx= − = − 22 3. S1(r;s):yxyx= + = − 52s s x+ 5 = –2x s 3x= –5 s x= − 53 ∴ S= − 53 10 3 ; (Asretassãoconcorren e ) t s. S2(r;t):yxyx= + = − 52 s s x+ 5 = x– 2 s 0x= –7 (F) ∴ S = ∅ (Asretassãopara e a distinta ) l l s s. S3(t;s):yxyx= − = − 22s s x– 2 = –2x s 3x= 2 s x= 23 ∴ S = 23 43 ; − (Asretassãoconcorren e ) t s. Exercícios complementares 13. D a a a a a = − = − − cos()sen()sen()cos()cos()s2 en() aD s = −1 2 ⋅ D a a a a x= − − = = − sen(2)sen()cos(2)cos()sen(2)cos()sen()cos()aaaa + ⋅ 2s s Dx= –sen (a) D a a a a a y= − = − cos()sen(2)sen()cos(2)cos(2)cos()sen2sen()⋅ − ⋅ aaa Dy= – cos(a) xDD a a x= = − − = sen()sen()1 yDD a a y= = − − = cos()cos()1
  • 21.
    ∴ S ={(sen(a);cos(a))} 14. a)SPD (sistemaescalonadodo primeirotipo) a bbb + = = = a 5 2 12 6 s e Substitui eb naprimeira s - igualdade: a + 6 = 5 s a = –1 ∴ S = {(–1; 6)} b)SPD (sist m escalonadodo primeirotipo) e a 2z= 4 s z= 2 Substitui eznasegundaigualdad s - e: 3y+ 4 · 2 = 14 s 3y= 6 s y= 2 Substitui eye zna primeira s - igualdade: x+ 2 · 2 – 2 = 0 s x= –2 ∴ S = {(–2; 2; 2)} c)SP (sist m escalonadodo segundotipo) I e a p é a variáv l e livre. n + 2p= 5 s n = 5 – 2p Substitui eo valorden naprimeira s - equação. –m + 2 · (5– 2p)+ 3p= 4 s s –m + 10 – 4p+ 3p= 4 s s –m – p = – 6 s s m= 6 – p ∴ S = {(6– p; 5 – 2p; p),comp 3 ® } 15. d Sendoy= 0, subs tuímos ti essevalornasegundaequaçãoe obtemos = 2. x Substituindonaprimeiraequação,temos: (λ + 1)· 2 + 0 = 0 s λ + 1 = 0 s λ = –1 16. d Antes Hoje Depois Eu y 2x a Tu x y 2x