Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Anton - Álgebra Linear- Ed: 10º - Capítulo 4.5 - Ex. 13
Encontre vetores da base canônica de que podem ser acrescentados ao conjunto para formar uma base de .
Passo 1
Fala ai meu querido, primeiro vamos lembrar que para formar uma base no precisamos de 4 vetores, então temos que adicionar ao menos dois vetores nesse conjunto para formar uma base do
Passo 2
Vamos lembrar como é dada a base canônica para :
Vamos então criar o seguinte sistema linear de equações:
Dessa forma podemos escrever a seguinte matriz, garantindo que temos ao mínimo a base canônica fazendo parte da base de que queremos garantir:
Podemos escalonar essa matriz e encontrar:
Passo 3
Podemos eliminar as duas colunas finais desta matriz, obtendo a seguinte matriz .
Calculando o determinante dessa matriz, encontramos que , logo o sistema tem uma solução não trivial, e temos um conjunto de vetores linearmente dependentes. O que não resolve o nosso problema, então precisamos tentar outra matriz .
Passo 4
Agora vou eliminar a terceira e a quarta coluna, que representavam para gente o vetor e . E ficaremos com a seguinte matriz:
Dessa vez encontramos que , e agora temos um conjunto linearmente independente, então se adicionarmos os vetores e (que estão representados na matriz pelas colunas 3 e 4) ao nosso conjunto inicial, formaríamos uma base para
É uma das possíveis bases para a resolução do problema.
Passo 5
Na verdade, se analisássemos outras possibilidades, veríamos que qualquer par contendo os vetores e também teríamos matrizes linearmente independentes e por tanto bases para o .
Resposta
Algumas possibilidades: