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Questão 34782

ITA 2024
Matemática

Considere a matrize A = (aij), quadrada de ordem n em que aij assume o valor 1, se j é ímpar e aij assume o valor -1, se j é par. Considere, também, a matriz B = (bij), de ordem n x p, em que bij = ji. O elemento da quarta linha e da segunda coluna da matriz produto AB é igual a -2730. O número de linhas da matriz B é

A

10.

B

11.

C

12.

D

13.

E

Nenhuma das alternativas anteriores.

Gabarito:

12.



Resolução:

1) O elemento c_{42} da matriz E=AB é dado por:

l _{A4} cdot c_{B2}

onde l _{A4} é a 4ª linha de A e c_{B2} é a segunda coluna de B.

2) Assim, temos:

egin{pmatrix} a_{41} & a_{42} & a_{43} & cdots & a_{4n} end{pmatrix} cdot egin{pmatrix} b_{12}\ b_{22}\ b_{32}\ cdots \ b_{n2} end{pmatrix} = -2730

3) Como A = (aij), quadrada de ordem n em que aij assume o valor 1, se j é ímpar e aij assume o valor -1, se j é par. Temos que:

egin{pmatrix} -1 cdot (-1) & -1 cdot (-1)^2 & -1 cdot (-1)^3 & cdots & -1 cdot (-1)^n end{pmatrix} cdot egin{pmatrix} b_{12}\ b_{22}\ b_{32}\ vdots \ b_{n2} end{pmatrix} = -2730

4) Como na matriz B = (bij), de ordem n x p, em que bij = ji. Temos que:

egin{pmatrix} -1 cdot (-1) & -1 cdot (-1)^2 & -1 cdot (-1)^3 & cdots & -1 cdot (-1)^n end{pmatrix} cdotegin{pmatrix} 2^1\ 2^2\ 2^3\ vdots \ 2^n end{pmatrix} = -2730

5) Logo, desenvolvendo:

-(-2)^1 + -(-2)^2 + -(-2)^3+ cdots+-(-2)^n = -2730

6) Subtraindo 1 de ambos os lados:

-(-2)^0 + -(-2)^1 + -(-2)^2 + -(-2)^3+ cdots+-(-2)^n = -2731

7) Multiplicando ambos os lados por -1:

1+(-2)^1+(-2)^2+(-2)^3+(-2)^4+ cdots+(-2)^n = 2731

8) Perceba que trata-se de uma soma de uma PG com q=-2, a1=1, Sn=2731. 

9) Logo, 

2731=frac{1 cdot ((-2)^{n+1}-1)}{-2-1}.

10) Desenvolvendo:

2731=frac{(-2)^{n+1}-1}{-3}

(-2)^{n+1}-1=-8193

n=12

 

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