G2 de Álgebra Linear I

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

Gabarito P2. Álgebra Linear I ) Decida se cada afirmação a seguir é verdadeira ou falsa.

P4 de Álgebra Linear I

P1 de Álgebra Linear I

G4 de Álgebra Linear I

G2 de Álgebra Linear I

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

P4 de Álgebra Linear I de junho de 2005 Gabarito

G3 de Álgebra Linear I

G1 de Álgebra Linear I Gabarito

Álgebra Linear I - Lista 10. Matrizes e Transformações lineares. Respostas

G4 de Álgebra Linear I

G4 de Álgebra Linear I

Álgebra Linear I - Aula 10. Roteiro

Álgebra Linear I - Lista 5. Equações de retas e planos. Posições relativas. Respostas

Álgebra Linear I - Aula 6. Roteiro

Data: 8 de outubro de Questão Valor Nota Revis a 1.0 2b 1.0 2c 1.0 3a 1.0 3b 0.5 3c 0.5 4a 1.0 4b 0.5 5a 1.0 5b 0.5 Total 10.

5 de setembro de Gabarito. 1) Considere o ponto P = (0, 1, 2) e a reta r de equações paramétricas. r: (2 t, 1 t, 1 + t), t R.

MAT2457 ÁLGEBRA LINEAR PARA ENGENHARIA I Gabarito da 2 a Prova - 1 o semestre de 2015

P1 de Álgebra Linear I de setembro de Gabarito

G3 de Álgebra Linear I

Álgebra Linear I - Lista 7. Respostas

P1 de Álgebra Linear I Gabarito. 27 de Março de Questão 1)

Cálculo 3 Primeira Avaliação (A) 25/08/2016

Álgebra Linear I - Aula 10. Roteiro

O Plano no Espaço. Sumário

Álgebra Linear I - Aula 9. Roteiro

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

(e) apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

6. Verifique detalhadamente que os seguintes conjuntos são espaços vetoriais(com a soma e produto por escalar usuais):

P3 de Álgebra Linear I

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

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Câmpus Campo Mourão Departamento de Matemática

G3 de Álgebra Linear I

MAT 112 Vetores e Geometria. Prova SUB C

P3 de Álgebra Linear I

Lista 8 de Álgebra Linear /01 Produto Interno

1. Encontre as equações simétricas e paramétricas da reta que:

1Q1. Considere o ponto A = (1, 2, 3), a reta r : x+1

(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 I - Aula 11. Roteiro

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA LISTA DE EXERCÍCIOS DE MAT243-CÁLCULO III

Lista 4 com respostas

Álgebra Linear I - Aula 9. Roteiro

MAT VETORES E GEOMETRIA - IF/IME 1 o SEMESTRE Suponha fixado um sistema de coordenadas ortogonal cuja base é positiva.

J. Delgado - K. Frensel - L. Crissaff Geometria Analítica e Cálculo Vetorial

5. Seja A uma matriz qualquer. Assinale a afirmativa

G2 de Álgebra Linear I

Q1. Considere um sistema de coordenadas Σ = (O, E) em E 3, em que E é uma base ortonormal de V 3. Sejam π 1 e π 2 os planos dados pelas equações

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

Lista 5. Em toda a lista, as coordenadas referem-se a um sistema de coordenadas fixo (O; i, j, k)

. f3 = 4 e 1 3 e 2. f2 = e 1 e 3, g 1 = e 1 + e 2 + e 3, 2 g 2 = e 1 + e 2,

Bacharelado em Ciência e Tecnologia 2ª Lista de Exercícios - Geometria Analítica

Nas questões 1, 3, 4, 11, 12, 13, 15 e 17 considera-se fixado um sistema de coordenadas Σ = (O, E) em E 3, onde E é uma base ortonormal

Lista de exercícios 14 Ortogonalidade

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

Geometria Analítica. Estudo da Reta. Prof Marcelo Maraschin de Souza

TURMAS:11.ºA/11.ºB. e é perpendicular à reta definida pela condição x 2 z 0.

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

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

MAT 112 Turma Vetores e Geometria. Prova 2 29 de junho de 2017

MAT 112 Turma Vetores e Geometria. Prova 2 29 de junho de 2017

forças em relação a um ponto P E 3 como sendo o vetor M P V 3 dado por: Considere o sistema formado pelas forças

10. Determine as equações cartesianas das famílias de retas que fazem um ângulo de π/4 radianos com a reta y = 2x + 1.

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - UFMS VGA - 2 a Prova - Engenharia Civil + Física 03 de Julho de Prof o. E.T.

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

Álgebra Linear I - Aula 5. Roteiro

Cálculo Vetorial. Estudo da Reta Prof. Vasco Ricardo Aquino da Silva

Aula Distância entre duas retas paralelas no espaço. Definição 1. Exemplo 1

Álgebra Linear I - Aula 8. Roteiro

01. Determinar as equações da reta que passa pelo ponto A( 2, 3, 2) e tem a. = 2x. v são: b c

(a) 2 (b) 3 (c) 1 (d) 1. Primeira Prova. 6. Suponha que queiramos escrever u = (1, 1) como combinação

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

. (1) Se S é o espaço vetorial gerado pelos vetores 1 e,0,1

MAT Álgebra Linear para Engenharia II

MAT Álgebra Linear para Engenharia I

MAT2457 ÁLGEBRA LINEAR PARA ENGENHARIA I 2 a Lista de Exercícios - 1 o semestre de f 1 = 2 e 1 e 2 e 3,

6. Calcular as equações paramétricas de uma reta s que passa pelo ponto A(1, 1, 1) e é ortogonal x 2

Álgebra Linear I - Aula 6. Roteiro

Lista 4 com respostas

Álgebra Linear II - Poli - Gabarito Prova SUB-tipo 00

Aula 10 Produto interno, vetorial e misto -

ficha 6 espaços lineares com produto interno

Geometria Analítica. Cleide Martins. Turmas E1 e E3. DMat - UFPE Cleide Martins (DMat - UFPE ) Retas e Planos Turmas E1 e E3 1 / 18

Álgebra Linear I - Aula Forma diagonal de uma matriz diagonalizável

Lista de exercícios de GA no espaço

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

Primeira Lista de Álgebra Linear

BC Geometria Analítica. Lista 4

Álgebra Linear I - Aula 4. Roteiro. 1 Projeção ortogonal em um vetor

MAT Álgebra Linear para Engenharia II

Prof. Fernando Carneiro Rio de Janeiro, Outubro de 2015

Lista de Exercícios de Cálculo 3 Primeira Semana

ESPAÇOS LINEARES (ou vetoriais)

(c) A 1 = (d) A 1 = 5. Seja T : R 7 R 3 uma transformação linear sobrejetiva. (b) dim(n(t )) = 3. (d) dim(im(t )) = 0

1. Entre as funções dadas abaixo, verifique quais são transformações lineares: x y z

Álgebra Linear I - Aula Matriz de uma transformação linear em uma base. Exemplo e motivação

Transcrição:

G2 de Álgebra Linear I 2008.1 Gabarito 1) Decida se cada afirmação a seguir é verdadeira ou falsa e marque COM CANETA sua resposta no quadro a seguir. Itens V F N 1.a x 1.b x 1.c x 1.d x 1.e x 1.a) Suponha que a distância entre as retas r e s de R 3 é 7. Então podemos encontrar pontos P r e Q s tal que a distância entre P e Q seja 21. Resposta: Verdadeiro. Defina P como o ponto da reta r mais próximo da reta s. Então a esfera de raio 21 centrada no ponto P intercepta a reta s em exatamente dois pontos. É suficiente escolher Q como um desses pontos. 1.b) Considere: a reta r que contém o ponto P e é paralela ao vetor não nulo v, a reta s que contém o ponto Q e é paralela ao vetor não nulo w. Se o produto misto PQ ( v w ) = 0

então as retas r e s são reversas. Resposta: Falso. Considere duas retas paralelas diferentes (por exemplos r: (1+t,t,t), t R e s: (µ,µ,µ), µ R. Tomando P = (1, 0, 0), Q = (0, 0, 0) e v = w = (1, 1, 1) temos PQ ( v w ) = 0 e as retas não são reversas. 1.c) Se v 1 e v 2 são vetores linearmente independentes de R 3 então é uma base de R 3. η = { v 1, v 2, v 1 v 2 } Resposta: Verdadeiro. Para ver que η é uma base é suficiente verificar que o produto misto do seus três elementos é não nulo: ( v 1 v 2 ) ( v 1 v 2 ) 0. Como os vetores v 1 e v 2 são linearmente independentes temos v 1 v 2 = w 0. Portanto, ( v 1 v 2 ) ( v 1 v 2 ) = w w = w 2 0. 1.d) Considere os planos π: x + y + z = 0, ρ: x y z = 0. Se { v 1, v 2 } é uma base de π e { w 1, w 2 } é uma base de ρ, então { v 1, v 2, w 1 } é uma base de R 3. Resposta: Falso. Considere, por exemplo, as bases { v 1 = (1, 1, 0); v 2 = (0, 1, 1)} de π e { w 1 = (0, 1, 1); w 2 = (1, 1, 0)}

de ρ. Obviamente {(1, 1, 0); (0, 1, 1); (0, 1, 1)} não é uma base de R 3. Ou seja, é suficiente tomar w 1 sendo um vetor paralelo à reta interseção dos dois planos. 1.e) Considere o ponto A = (5, 3, 2) e reta r de equações paramétricas (1 + t, 1 t, 2 t), t R. O ponto B = (3, 1, 4) é o ponto da reta r mais próximo do ponto A. Resposta: Verdadeiro. O ponto B da reta r é o ponto mais próximo de A se, e somente se, o vetor BA = (2, 2, 2) for perpendicular ao vetor diretor (1, 1, 2) da reta r. Como se verifica (2, 2, 2) (1, 1, 2) = 0 (isto é, BA = (2, 2, 2) é perpendicular ao vetor (1, 1, 2)) a resposta é afirmativa. 2) (a) Considere a base β de R 3 β = {(1, 1, 0); (1, 0, 1); (0, 1, 1)} Sabendo que as coordenadas ( v ) β do vetor v na base β são ( v ) β = (2, 1, 1), determine as coordenadas de v na base canônica. (b) Seja α = { u 1, u 2, u 3 } uma base de R 3. Considere a nova base de R 3 δ = { u 1 + u 2, u 2 + u 3, u 3 + u 1 }.

Sabendo que as coordenadas do vetor w na base α são ( w ) α = (3, 3, 4), determine as coordenadas ( w ) δ de w na base δ. (c) Determine k para que os vetores não formem uma base de R 3. (1, 2, 1); (2,k, 1); (k, 3,k) d) Determine a equação cartesiana do subespaço de R 3 gerado pelos vetores e) Considere o plano e sua base {(1, 1, 0); (1, 0, 1); (2, 1, 1); (0, 0, 0); (2, 4, 2)}. π: x y + 2 z = 0 γ = {(1, 1, 0); (2, 0, 1)}. Determine as coordenadas do vetor v = (4, 2, 1) do plano π na base γ. Resposta: 2.a) Escrevemos v = 2 (1, 1, 0) + 1 (1, 0, 1) + 1 (0, 1, 1) = (3, 3, 2), onde todos os vetores estão escritos na base canônica. Portanto, as coordenadas de v na base canônica são v = (3, 3, 2). 2.b) Sejam ( w ) δ = (x,y,z) as coordenadas de w na base δ. Portanto, w = x ( u 1 + u 2 ) + y ( u 2 + u 3 ) + z ( u 3 + u 1 ) = = (x + z) u 1 + (x + y) u 2 + (y + z) u 3.

Como, por hipótese as coordenas de w na base α são (3, 3, 4), w = 3 u1 + 3 u 2 + 4 u 3. Lembrando que as coordenadas de um vetor em uma base (no caso na base α) são únicas, temos: 3 = x + z, 3 = x + y, 4 = y + z. Portanto, Logo z y = 0, z = y, z = y = 2, x = 1. ( w ) δ = (1, 2, 2). 2.c) Para que os vetores não formem uma base não devem ser linearmente independentes. Ou seja, 1 2 k 0 = 2 k 3 1 1 k = (k2 3) 2 (2 k 3) + k (2 k) = 2 k + 3 = 0. Portanto, k = 3/2. 2.d) Os vetores (1, 1, 0) e (1, 0, 1) geram o plano vetorial de vetor normal i j k (1, 1, 0) (1, 0, 1) = 1 1 0 = (1, 1, 1). 1 0 1 Isto é, geram o plano de equação cartesiana : x y z = 0. Os vetores (2, 1, 1), (0, 0, 0) e (2, 4, 2) verificam a equação cartesiana de, portanto pertencem ao plano. Assim, os vetores geram o plano. 2.e) Sejam ( v) γ = (x,y) as coordenadas do vetor v = (4, 2, 1) na base γ = {(1, 1, 0); (2, 0, 1)}.

Então Isto é, (4, 2, 1) = x (1, 1, 0) + y (2, 0, 1). 4 = x + 2 y, 2 = x, 1 = y. Como o vetor v está no plano π e γ é uma base do plano, estes resultados são compatíveis com a primeira equação (verifique!). Portanto, ( v ) γ = (2, 1). 3) Considere o vetor (1, 2, 3) e a transformação linear T : R 3 R 3, T( v ) = v (1, 2, 3). (a) Determine a matriz [T] da transformação linear T na base canônica. (b) Estude se existe w de R 3 tais que T( w ) = (1, 2, 3). Caso exista dito vetor w determine-o explicitamente. (c) Determine a equação cartesiana da imagem de T (denotada im(t)). Lembre que im(t) = { u R 3 tal que existe w R 3 tal que T( w ) = u }. (d) Considere o plano π: ax + y + z = 0. Determine a para que T(π) (a imagem do plano π pela transformação linear T) seja uma reta r. Determine a equação paramétrica da reta r. Resposta: 3.a) Observe que T(x,y,z) = (x,y,z) (1, 2, 3) = i j k x y z 1 2 3 = (3 y 2 z, 3 x + z, 2 x y).

Logo Portanto T(i) = (0, 3, 2), T(j) = (3, 0, 1), T(k) = ( 2, 1, 0) [T] = 0 3 2 3 0 1 2 1 0. 3.b) Não existe tal vetor w, pois T( w ) = w (1, 2, 3), e portanto T( w ) é ortogonal ao vetor (1, 2, 3). Obviamente, v. pode tentar achar w = (x,y,z) resolvendo explicitamente o sistema linear dado pela condição isto é T(x,y,z) = (x,y,z) (1, 2, 3) = (1, 2, 3), 3 y 2 z = 1, 3 x + z = 2, 2 x y = 3 e ver que o sistema não tem solução. Deixamos v. verificar estes detalhes. 3.c) A imagem de T é gerada pelos vetores coluna da matriz [T], isto é, pelos vetores (0, 3, 2), (3, 0, 1) e ( 2, 1, 0). Os dois primeiros vetores geram o plano vetorial de vetor normal Isto é, (0, 3, 2) (3, 0, 1) = i j k 0 3 2 3 0 1 : x + 2 y + 3 z = 0 O vetor ( 2, 1, 0) pertence ao plano. Logo T(R 3 ): x + 2 y + 3 z = 0. = (3, 6, 9). 3.d) A imagem T(π) está gerada pelas imagens de uma base (qualquer) de π. Escolhemos a base do plano π Portanto T(π) é gerado por {(1, a, 0); (0, 1, 1)}. T(1, a, 0) = ( 3 a, 3, 2 + a) e T(0, 1, 1) = (5, 1, 1).

Para que T(π) seja uma reta é necessário (e suficiente) que T(1, a, 0) = ( 3 a, 3, 2 + a) e T(0, 1, 1) = (5, 1, 1) sejam paralelos, isto é, ( 3 a, 3, 2 + a) = λ (5, 1, 1). Obtemos λ = 3 e a = 5. Observe que estas condições são compatíveis com 2 5 = 3. Logo o plano é 5 x + y + z = 0 e sua imagem é a reta de vetor diretor (5, 1, 1) que contém a origem, isto é, r: (5 t, t, t), t R.