Pré-Vestibular(FUVEST 2006) Sistema Linear Tópico resolvido

Poste aqui problemas de Vestibulares. Informe a fonte, o ano e o assunto. Exemplo: (FUVEST - 2008) Logaritmos.
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lincoln1000
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(FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por lincoln1000 »

Considere o sistema linear nas variáveis x, y e z:

[tex3]\begin{cases}
x + (\cos ^{2}a)y+(\sen ^{2}a)z=0 \\
x+(\cos ^{2}b)y+(\sen ^{2}b)z=0 \\
(\cos ^{2}c)y+(\sen ^{2}c)z=0
\end{cases}[/tex3]

a) Calcule o determinante da matriz dos coeficientes do sistema linear.
Resposta

[tex3]\sen ^{2}a – \sen ^{2}b[/tex3]
b) Para que valores de a, b e c o sistema linear admite soluções não triviais?
Resposta

Qualquer a, b e c, tais que [tex3]b = \pm a + n\pi, n \in \mathbb{Z}[/tex3]
c) Calcule as soluções do sistema quando [tex3]\sen ^{2}a = 1[/tex3] e [tex3]\cos ^{2}c = 1/5[/tex3]
Resposta

[tex3]V = \left \{ (0; 0; 0) \right \}, se\: \cos (b) \neq 0[/tex3]
[tex3]V = \left \{ (-\alpha ; -4\alpha ; \alpha ) \right \}, \forall \alpha ,se\: \cos (b)=0[/tex3]

Editado pela última vez por caju em 24 Out 2017, 01:06, em um total de 1 vez.
Razão: TeX --> TeX3
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LucasPinafi
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Out 2017 23 23:09

Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por LucasPinafi »

a)
[tex3]\begin{aligned} \omega & = \begin{vmatrix}1 & \cos^2 a & \sen^2 a \\ 1 & \cos^2 b & \sen^2 b \\ 0 & \cos^2 c & \sen^2 c \end{vmatrix} \\ & = \begin{vmatrix}\cos^2 b - \cos^2 a & \sen^2 b - \sen^2 a \\ \cos^2 c & \sen^2 c
\end{vmatrix} \\ & = \sen^2 c (\cos^2 b - \cos^2 a ) - \cos^2 c (\sen^2 b - \sen^2 a ) \\ & = \sen^2 c (\cos^2 b - \cos^2 a ) - \cos^2 c (1- \cos^2 b - (1- \cos^2 a ) ) \\ & = \sen^2 c (\cos^2 b - \cos^2 a ) - \cos^2 c (\cos^2 a - \cos^2 b ) \\ & = \sen^2 c ( \cos^2 b - \cos^2 a ) + \cos^2 c(\cos^2 b - \cos^2 a ) \\ & = (\sen^2 c + \cos^2 c) (\cos^2 b - \cos^2 a ) = \cos^2 b - \cos^2 a = \sen^2 a - \sen^2 b \end{aligned} [/tex3]
b) Para admitir soluções não triviais, devemos ter
[tex3]\omega = 0 \Longrightarrow \sen^2 b - \sen^2 a = 0 \Longrightarrow \sen a = \pm \sen b = \sen (\pm b) \Longrightarrow a = \pm b \pm k \pi, k \in \mathbb{N} [/tex3]
c) Se [tex3]\sen^2 a = 1 \Longrightarrow \cos^2 a = 0 [/tex3] ; [tex3]\cos^2 c = \frac 1 5 \Longrightarrow \sen^2 c = \frac 4 5 [/tex3]
segue:
[tex3]\begin{cases} x+ 0 y + z = 0 \\ x+ (\cos^2 b) y + (\sen^2 b) z = 0 \\ 0x + y+4 z = 0 \end{cases}[/tex3] .
Da primeira equação, temos [tex3]x = - z[/tex3] de modo que colocando na segunda, [tex3](\cos^2 b ) y + (\sen^2 b -1) z = (\cos^2 b )y-(\cos^2 b) z = 0 \Longrightarrow y = z [/tex3] ou [tex3]\cos b = 0[/tex3] . Se [tex3]\cos b \neq 0 \Longrightarrow y = z [/tex3] . Se [tex3]y = z[/tex3] , temos também da última equação, [tex3]y = -4z[/tex3] , de modo que [tex3](x,y, z) = (0, 0, 0)[/tex3] . Agora, se [tex3]\cos b =
0[/tex3] , então [tex3]y = -4z[/tex3] e [tex3]x = - z[/tex3] de modo que a solução é [tex3](-\alpha, -4 \alpha , \alpha ) [/tex3]

Editado pela última vez por LucasPinafi em 23 Out 2017, 23:31, em um total de 1 vez.
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lincoln1000
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por lincoln1000 »

Boa resolução, encontrei onde eu estava errando, muito obrigado!
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LucasPinafi
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por LucasPinafi »

onde tu tava errando?
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lincoln1000
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por lincoln1000 »

Na resolução do determinante, mas agora deu pra entender o caminho, vou tentar fazer novamente. Valeu!
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por Amanda77 »

Oi
Você pode me explicar por que na solução trivial nós igualamos a 0?
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por brunocbbc »

Amanda77,
"Da Álgebra Linear sabemos que vale o seguinte teorema:
Teorema: Ax = 0 Seja um sistema linear homogêneo, com n equações e n incógnitas. Esse sistema tem solução não trivial, se e somente se, o determinante da matriz A dos coeficientes é zero."

https://www.ime.unicamp.br/~marcia/Alge ... 20é%20zero.
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brunocbbc
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Re: (FUVEST 2006) Sistema Linear

Mensagem não lida por brunocbbc »

Uma dúvida.
Na resposta da "c", estaria errado usar como condição sen²(b) = 1 ao invés de cos(b) = 0?
Ou deveria se optar pelo cos(b) por ser mais simplificado?

Editado pela última vez por brunocbbc em 24 Mar 2023, 06:15, em um total de 1 vez.
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