Álgebra Linear Semana 02

Documentos relacionados
Álgebra Linear Semana 05

Álgebra Linear Semana 03

Álgebra Linear. Um Livro Colaborativo

Aula 4 Colinearidade, coplanaridade e dependência linear

Material Teórico - Módulo: Vetores em R 2 e R 3. Operações Envolvendo Vetores. Terceiro Ano - Médio

Notas em Álgebra Linear

Parte 2 - Espaços Vetoriais

Lista de exercícios 14 Ortogonalidade

Introduzir os conceitos de base e dimensão de um espaço vetorial. distinguir entre espaços vetoriais de dimensão fnita e infinita;

Unidade 5 - Subespaços vetoriais. A. Hefez e C. S. Fernandez Resumo elaborado por Paulo Sousa. 10 de agosto de 2013

(d) Cada vetor de R 2 pode ser escrito de forma única como combinação linear dos vetores

Espaços Vetoriais. () Espaços Vetoriais 1 / 17

Aula 25 - Espaços Vetoriais

ESPAÇO VETORIAL REAL. b) Em relação à multiplicação: (ab) v = a(bv) (a + b) v = av + bv a (u + v ) = au + av 1u = u, para u, v V e a, b R

Aula 5 Equações paramétricas de retas e planos

Método de Gauss-Jordan e Sistemas Homogêneos

Álgebra Linear Semana 01

1 Vetores no Plano e no Espaço

MAT Resumo Teórico e Lista de

FACULDADE PITÁGORAS DE LINHARES Prof. Esp. Thiago Magalhães

ALGEBRA LINEAR 1 RESUMO E EXERCÍCIOS* P1

SEGUNDA PROVA. Segunda prova: 11/maio, sábado, 08:00 ou 10:00 horas. Capítulo 3: Vetores, produto escalar, produto vetorial.

Álgebra Linear - 2 a lista de exercícios Prof. - Juliana Coelho

Espaços Euclidianos. Espaços R n. O conjunto R n é definido como o conjunto de todas as n-uplas ordenadas de números reais:

G2 de Álgebra Linear I

Álgebra Linear e Geometria Anaĺıtica. Espaços Vetoriais Reais

Sistemas de Equações Lineares e Equações Vectoriais Aula 2 Álgebra Linear Pedro A. Santos

P2 de Álgebra Linear I Data: 10 de outubro de Gabarito

GAN00140-Álg. Linear GAN00007 Int à Alg. Linear Aula 3 2ª. Parte: Matrizes e Operações Matriciais

(x 1, y 1 ) (x 2, y 2 ) = (x 1 x 2, y 1 y 2 ); e α (x, y) = (x α, y α ), α R.

Álgebra Linear Semana 04

G3 de Álgebra Linear I

Chamamos de grandezas coisas que podem ser medidas. Por exemplo, tempo, área, volume, temperatura, velocidade, aceleração, força, etc..

Álgebra Linear. Prof. Ronaldo Carlotto Batista. 20 de março de 2019

Aula 3 A Reta e a Dependência Linear

Capítulo Equações da reta no espaço. Sejam A e B dois pontos distintos no espaço e seja r a reta que os contém. Então, P r existe t R tal que

ÁLGEBRA LINEAR. Espaços Vetoriais. Prof. Susie C. Keller

(d) Seja W um espaço vetorial de dimensão 4 e sejam U e V subespaços de W tais que U V = 0. Assinale. Gabarito Pág. 1

1. Conhecendo-se somente os produtos AB e AC, calcule A = X 2 = 2X. 3. Mostre que se A e B são matrizes que comutam com a matriz M = 1 0

Álgebra Linear I - Aula 10. Roteiro

Aula 7 Equação Vetorial da Reta e Equação Vetorial do plano

Sistemas de Equações Diferenciais Lineares

Tópicos de Matemática Elementar

u = ± v. Daí, u v v u = v u e v têm sentidos contrários Por outro lado, suponhamos que podemos escrever u como combinação linear de v

Primeira prova de Álgebra Linear - 06/05/2011 Prof. - Juliana Coelho

Álgebra Linear AL. Luiza Amalia Pinto Cantão. Depto. de Engenharia Ambiental Universidade Estadual Paulista UNESP

Prova tipo A. Gabarito. Data: 8 de outubro de ) Decida se cada afirmação a seguir é verdadeira ou falsa. 1.a) Considere os vetores de R 3

Resolução da 1ª Prova de Álgebra Linear II da UFRJ, período

Lista de exercícios 7 Independência Linear.

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E INFORMÁTICA DISCIPLINA: Matemática A (10º Ano) METAS CURRICULARES/CONTEÚDOS... 2º Período(4 de janeiro a 18 de março)

Unidade 14 - Operadores lineares e mudança de base nos espaços euclidianos bi e tri-dimensionais

G4 de Álgebra Linear I

Programa Princípios Gerais Forças, vetores e operações vetoriais

Sistemas Lineares. Prof. Márcio Nascimento

Sistemas Lineares. Márcio Nascimento

Material Teórico - Sistemas Lineares e Geometria Anaĺıtica. Sistemas com três variáveis - Parte 1. Terceiro Ano do Ensino Médio

Matrizes. Lino Marcos da Silva

Álgebra Linear e Geometria Anaĺıtica. Matrizes e Sistemas de Equações Lineares

ESPAÇOS LINEARES (ou vetoriais)

ESPAÇOS VETORIAIS EUCLIDIANOS

Mudança de Coordenadas

Vetores no plano Cartesiano

Álgebra Linear I - Aula Forma diagonal de uma matriz diagonalizável

Atitudes: Valoração da importância da representação gráfica na resolução de problemas em situações geométricas.

Álgebra Linear I - Aula 11. Roteiro. 1 Dependência e independência linear de vetores

MA71B - Geometria Analítica e Álgebra Linear Profa. Dra. Diane Rizzotto Rossetto. LISTA 5 - Espaços Vetoriais

Álgebra Linear e Aplicações - Primeira Prova - Gabarito. Problema 1 (2 pontos) Calcule dim(ran(t )) para a transformação linear T : R 4 R 3

Teorema da Triangularização de Schur e Diagonalização de Matrizes Normais

Exercício 1: Encontre o ângulo emtre os vetores v e w em cada um dos seguintes:

ÁLGEBRA LINEAR AULA 2

Visualização por Computador: Teoria, Prática e Aplicações

Vetores de força. Objetivos da aula. Mostrar como adicionar forças e decompô-las em componentes usando a lei do paralelogramo.

Disciplina: Álgebra Linear e Geometria Analítica

Universidade Federal Fluminense - GAN

Notações e revisão de álgebra linear

ÁLGEBRA LINEAR SISTEMAS DE EQUAÇÕES LINEARES

com 3 Incógnitas A interseção do plano paralelo ao plano yz, passando por P, com o eixo x determina a coordenada x.

Da aula passada... Posição relativa entre duas retas no espaço: { paralelas concorrentes COPLANARES. NÃO COPLANARES = reversas

GABARITO PSUB Questão Resposta 1 A 2 A 3 E 4 D 5 A 6 B 7 A 8 A 9 C 10 E 11 C 12 C 13 B 14 C 15 A 16 D

O Plano no Espaço. Sumário

Aulas práticas de Álgebra Linear

Geometria Analítica e Álgebra Linear

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DISCIPLINA: ÁLGEBRA LINEAR PROF.: MARCELO SILVA.

Universidade Federal de Viçosa Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Departamento de Matemática

MAT 1202 ÁLGEBRA LINEAR II SUBESPACCOS FUNDAMENTAIS E TRANSF. LINEARES 23/08/12 Profs. Christine e Pedro

Álgebra Linear

5. Seja A uma matriz qualquer. Assinale a afirmativa

Referências principais (nas quais a lista foi baseada): 1. G. Strang, Álgebra linear e aplicações, 4o Edição, Cengage Learning.

MATRIZES - PARTE Definição e Manipulação de Matrizes AULA 21

3 a Avaliação Parcial - Álgebra Linear

2 Igualdade e Operações com pares ordenados. 1 Conjunto R 2. 3 Vetores. 2.1 Igualdade. 1.2 Coordenadas Cartesianas no Plano

Álgebra Linear I - Aula 5. Roteiro

Seja f um endomorfismo de um espaço vectorial E de dimensão finita.

Espaços Vetoriais e Produto Interno

MAT Álgebra Linear para Engenharia II - Poli 2 ō semestre de ā Lista de Exercícios

G2 de Álgebra Linear I

Questão 1: Seja V o conjunto de todos os pares ordenados de números reais. Denamos a adição e a multiplicação por escalar em V por

5. Considere os seguintes subconjuntos do espaço vetorial F(R) das funções de R em R:

Q1. Seja V um espaço vetorial e considere as seguintes afirmações: um conjunto de geradores de um subespaço S 2 de V, então A 1 A 2

Transcrição:

Álgebra Linear Semana 2 Diego Marcon 3 de Abril de 27 Conteúdo Vetores Representação matricial para sistemas Lineares 3 2 Combinações lineares de vetores 4 3 Sistemas lineares e combinações lineares das colunas 6 Existem maneiras diferentes de representar e de interpretar elementos de Álgebra Linear Nesta parte, vemos algumas das principais Vetores Um vetor no espaço tridimensional é um objeto com magnitude, direção e sentido bem definidos (não importa o ponto inicial) Fixando o sistema de coordenadas Cartesiano usual e usando a origem como referência, podemos introduzir coordenadas: v v = v 2 = v e + v 2 e 2 + v 3 e 3, v 3 onde e =, e 2 = e e 3 = No livro Álgebra Linear e suas Aplicações, de David Lay, vetores são representados por letras em negrito Nestas notas, utilizamos uma setinha em cima da letra para indicar um vetor

O conjunto de todos os vetores com três componentes como acima é chamado de R 3 (leia-se erre três ) Em coordenadas, se tivermos v = v w v 2 e w = w 2, v 3 w 3 podemos definir a soma de vetores componente a componente: v + w := v + w v 2 + w 2 v 3 + w 3 Geometricamente, isto pode ser interpretado como segue: A multiplicação do vetor v por escalar k R é definida como: k v := kv kv 2 kv 3 Geometricamente, Estas considerações que fizemos também são válidas para outro número de componentes, com a possível perda de visualização geométrica, no caso de quatro ou mais componentes 2

Mais geralmente, um vetor v do conjunto R n pode ser pensado como um objeto com n componentes: v v 2 v = = v e + v 2 e 2 + + v n e n + v n e n, v n v n onde e =, e 2 = A soma de vetores é dada em coordenadas por: v + w :=,, e n = v + w v 2 + w 2 v n + w n v n + w n, e n = A multiplicação por escalar por: k v := kv kv 2 kv n kv n Representação matricial para sistemas Lineares Na linguagem da seção anterior, nós dizemos que dois vetores são iguais quando todas as suas componentes são iguais Desta forma, podemos interpretar as equações de um sistema linear { x + 3y = 2x y = 2 como uma igualdade entre vetores de R 2, isto é, de vetores com duas componentes: [ [ x + 3y = 2x y 2 Além disso, desta forma surge o produto de uma matriz por um vetor: [ [ [ 3 x =, 2 y 2 definido de modo que as duas últimas equações acima signifiquem a mesma coisa Esta última notação é conhecida como a forma matricial do sistema linear Exemplo O sistema, que já apareceu nas notas da semana anterior x + 2x 2 + x 3 = 2 x 3x 2 + 5x 3 = 2x x 2 + 3x 3 = 3

pode ser representado matricialmente por 2 3 5 2 3 De forma mais sucinta, onde A = 2 3 5 2 3 x x 2 x 3 A x = b, x = = x x 2 x 3 2, e b = Mais geralmente, uma matriz do tipo m n (leia-se m por n ) é uma matriz com m linhas e n colunas: a a 2 a n a 2 a 22 a 2n A = (a ij ) = a m a m2 a mn e pode estar associada a um sistema com m equações e n variáveis, já que o produto a a 2 a n x b a 2 a 22 a 2n x 2 = b 2, a m a m2 a mn x n quando visto componente a componente, representa: a x + a 2 x 2 + + a n x n = b a 2 x + a 22 x 2 + + a 2n x n = b 2 a m x + a m2 x 2 + + a mn x n = 2 Combinações lineares de vetores Uma combinação linear dos vetores v, v 2,, v k é um vetor da forma: v = x v + x 2 v 2 + + x k v k = k x i v i, onde x, x 2,, x k são números reais Em outras palavras, uma combinação linear é uma soma de múltiplos dos vetores v, v 2,, v k i= 2 Exemplo 2 Para os vetores [ v = [ e v 2 = 3, algumas combinações lineares são: [ [ [ 2 v + v 2 = + = ; 3 2 [ [ 4 4 v = 4 v + v 2 = 4 = 4 ; 4

[ v 2 = v + v 2 = 3 [ v + v 2 = = ; Geometricamente, qualquer vetor do plano pode ser representado como combinação linear de vetores que não são colineares Vamos ilustrar este fato na figura abaixo Por exemplo, para representar o vetor v como combinação linear de v e v 2, podemos traçar retas paralelas aos vetores, passando pela origem e pela extremidade do vetor v, como na figura da direita Assim, pela interpretação geométrica da soma de vetores (ver início das notas), sabemos que v é a soma dos vetores em azul Mas estes, por construção, são colineares aos vetores iniciais e logo múltiplos destes Concluimos que isto é, v é uma combinação linear de v e v 2 v = α v + β v 2, De forma mais geral, nós dizemos que um vetor v R m é combinação linear dos k vetores v, v 2,, v k R m quando conseguirmos encontrar números reais x, x 2,, x k tais que x v + x 2 v 2 + + x k v k = v Nós vamos nos referir a este tipo de equação por equação vetorial Para decidir se um vetor é combinação linear de outros, devemos decidir se existem estes números reais x, x 2,, x k Escrevendo em coordenadas: v = v v 2 v 3 v m, v 2 = v 2 v 22 v 32 v m2, v 3 = v 3 v 23 v 33 v m3,, v k = v k v 2k v 3k v mk, v = vemos que encontrar os coeficientes da combinação linear, caso estes existam, equivale a resolver b b 2 b 3, 5

a equação vetorial x v v 2 v 3 v m + x 2 v 2 v 22 v 32 v m2 + x 3 v 3 v 23 v 33 v m3 + + x k v k v 2k v 3k v mk = b b 2 b 3, que, por sua vez, é equivalente a v x + v 2 x 2 + v 3 x 3 + + v k x k v 2 x + v 22 x 2 + v 23 x 3 + + v 2k x k v 3 x + v 32 x 2 + v 33 x 3 + + v 3k x k = b b 2 b 3 v m x + v m2 x 2 + v m3 x 3 + + v mk x k Mas isto é resolver um sistema linear! Portanto novo conceito está intimamente relacionado com tudo o que já tínhamos visto antes O espaço gerado por todas as combinações lineares dos vetores v, v 2,, v k é denotado por Span{ v, v 2,, v k } Vimos que o conjunto gerado pelos dois vetores do exemplo anterior é o plano inteiro, isto é, Span{ v, v 2 } = R 2 Nota que o vetor nulo sempre pertence ao espaço gerado, assim como todos os vetores v, v 2,, v k O conjunto gerado por apenas um vetor não nulo representa uma reta 3 Sistemas lineares e combinações lineares das colunas A associação feita acima pode ser resumida como: Resolver o sistema linear A x = b equivale a decidir se o vetor b é uma combinação linear das colunas de A ou ainda Resolver o sistema linear A x = b equivale a decidir se o vetor b pertence ao espaço gerado pelas colunas de A Desta forma, tudo o que já vimos sobre existência de soluções para sistemas lineares pode ser traduzido para o contexto de combinações lineares e espaços gerados (faça as traduções!) 6