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Questão 7

UNICAMP 2020
Matemática

(UNICAMP - 2020 - 2 fase)

Seja a matriz de ordem 2 x 3, dada por  A = egin{bmatrix} 1 & 1 & 1\ 1 & 2 & 3 end{bmatrix}

 

a) Seja 𝐶 a matriz de ordem 3 x 2, cujos elementos são dados por c_{ij} =(-1) ^{i+j}, para i = 1, 2, 3 e j = 1, 2. Determine o produto 𝐴𝐶.

b) Determine a solução do sistema linear Aegin{bmatrix} x\ y\ z end{bmatrix} = egin{bmatrix} 6\ 6 end{bmatrix}  nas variáveis reais 𝑥, 𝑦 e 𝑧, em que (x, y, z) é uma progressão aritmética.

Gabarito:

Resolução:

a) Seja 𝐶 a matriz de ordem 3 x 2, cujos elementos são dados por c_{ij} =(-1) ^{i+j}, para i = 1, 2, 3 e j = 1, 2. Determine o produto 𝐴𝐶.

 

1) Primeiramente devemos encontrar a nossa matriz C=egin{bmatrix} c_{11} & c_{12}\ c_{21} & c_{22}\ c_{31} & c_{32} end{bmatrix}.

2) Como dito no enunciado c_{ij} =(-1) ^{i+j}, logo:

C=egin{bmatrix} (-1)^2 & (-1)^3\ (-1)^3 & (-1)^4\ (-1)^4 & (-1)^5 end{bmatrix}

3) Desenvolvendo:

C=egin{bmatrix} 1 & -1\ -1 & 1\ 1 & -1 end{bmatrix}

4) Com isso, podemos calcular o produto AC:

AC=egin{bmatrix} 1 & 1 &1 \ 1 & 2 & 3 end{bmatrix} cdot egin{bmatrix} 1 & -1\ -1 & 1\ 1 & -1 end{bmatrix}

5) mathrm{Multiplicar:as:filas:da:primeira:matriz:pelas:colunas:da:segunda:matriz}

AC=egin{pmatrix}1cdot :1+1cdot left(-1
ight)+1cdot :1&1cdot left(-1
ight)+1cdot :1+1cdot left(-1
ight)\ 1cdot :1+2left(-1
ight)+3cdot :1&1cdot left(-1
ight)+2cdot :1+3left(-1
ight)end{pmatrix}

6) Simplificando:

oxed{AC=egin{pmatrix}1&-1\ 2&-2end{pmatrix}}

 

b) Determine a solução do sistema linear Aegin{bmatrix} x\ y\ z end{bmatrix} = egin{bmatrix} 6\ 6 end{bmatrix}  nas variáveis reais 𝑥, 𝑦 e 𝑧, em que (x, y, z) é uma progressão aritmética.

 

1) Substituindo a matriz A em Aegin{bmatrix} x\ y\ z end{bmatrix} = egin{bmatrix} 6\ 6 end{bmatrix}:

egin{bmatrix} 1 & 1 &1 \ 1 & 2 & 3 end{bmatrix} cdot egin{bmatrix} x\ y\ z end{bmatrix} = egin{bmatrix} 6\ 6 end{bmatrix}

2) mathrm{Multiplicar:as:filas:da:primeira:matriz:pelas:colunas:da:segunda:matriz}

egin{pmatrix}x+y+z\ x+2y+3zend{pmatrix}=egin{bmatrix}6\ 6end{bmatrix}

3) Logo, temos o sistema:

egin{bmatrix}x+y+z=6\ x+2y+3z=6end{bmatrix}

Como x,y e z são PA, então temos pela propriedade da média aritmética:
2y=x+z

Aplicando a relação acima na primeira equação do sistema, temos:
3y=6
y=2
Aplicando esse resultado no sistema, temos:

egin{bmatrix}x+z=4\ x+3z=2end{bmatrix}
Subtraindo uma equação da outra:

2z=-2
z=-1

Por ultimo,
x-1=4
x=5

(x,y,z)=(5,2,-1)

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