Enunciado

Resolva os sistemas seguintes achando as matrizes ampliadas linha reduzidas à forma escada e dando também seus pontos, os pontos das matrizes dos coeficientes e, se o sistema for possível, o grau de liberdade.

3 x + 2 y - 4 z = 1 x - y + z = 3 x - y - 3 z = - 3 3 x + 3 y - 5 z = 0 - x + y + z = 1

Passo 1

Primeiro vamos escrever a matriz ampliada associada ao sistema:

3 2 - 4 1 - 1 1 1 3 - 1 - 1 3 1 - 3 - 5 1         1 3 - 3 0 1

Vamos lá, agora vamos usar as operações de multiplicação e soma da matriz para reduzir a matriz à forma escada:

Primeiro fazendo L 1 = 1 3 L 1 :

1 2 3 - 4 3 1 - 1 1 1 3 - 1 - 1 3 1 - 3 - 5 1         1 3 3 - 3 0 1

Agora fazendo L 2 = - L 1 + L 2 :

1 2 3 - 4 3 0 - 5 3 7 3 1 3 - 1 - 1 3 1 - 3 - 5 1         1 3 8 3 - 3 0 1

Aqui vamos fazer L 3 = - L 1 + L 3 :

1 2 3 - 4 3 0 - 5 3 7 3 0 3 - 1 - 5 3 3 1 - 5 3 - 5 1         1 3 8 3 - 10 3 0 1

Agora L 4 = - 3 L 1 + L 4 :

1 2 3 - 4 3 0 - 5 3 7 3 0 0 - 1 - 5 3 1 1 - 5 3 - 1 1         1 3 8 3 - 10 3 - 1 1

Aqui vamos fazer L 5 = L 1 + L 5 :

1 2 3 - 4 3 0 - 5 3 7 3 0 0 0 - 5 3 1 5 3 - 5 3 - 1 - 1 3         1 3 8 3 - 10 3 - 1 4 3

Fazendo L 2 = - 3 5 L 2 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 - 5 3 1 5 3 - 5 3 - 1 - 1 3         1 3 - 8 5 - 10 3 - 1 4 3

E aqui vamos fazer L 3 = 5 3 L 2 + L 3 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 1 5 3 - 4 - 1 - 1 3         1 3 - 8 5 - 6 - 1 4 3

Vamos fazer L 4 = - L 2 + L 4 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 5 3 - 4 2 5 - 1 3         1 3 - 8 5 - 6 3 5 4 3

Aqui vamos fazer L 5 = - 5 3 L 2 + L 5 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 0 - 4 2 5 2         1 3 - 8 5 - 6 3 5 4

Calma, tá acabando, fazendo L 3 = - 1 4 L 3 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 0 1 2 5 2         1 3 - 8 5 3 2 3 5 4

E aqui vamos fazer L 4 = - 2 5 L 3 + L 4 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 0 1 0 2         1 3 - 8 5 3 2 0 4

Pronto, por último vamos fazer L 5 = - 2 L 3 + L 5 :

1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 0 1 0 0         1 3 - 8 5 3 2 0 1

Pronto, achamos a matriz ampliada linha reduzida à forma escada.

O posto é o número de linhas não nulas, assim o posto é p = 4 .

O posto da matriz dos coeficientes é p = 3 .

Não possui soluções.

Resposta

Matriz ampliada reduzida a forma escada:   1 2 3 - 4 3 0 1 - 7 5 0 0 0 0 0 0 1 0 0         1 3 - 8 5 3 2 0 1

Posto é 4

Posto da matriz dos coeficientes é 3

Não possui soluções

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c) Se A e uma matriz tal A 2 = 0 , então A = 0? Justifique.
Sejam:A = 1 - 3 0 0 4 - 2 e X = x y z Verifique que x A 1 + y A 2 + z A 3 = A X , em que A j é a j-ésima coluna de A, para j = 1, 2, 3.
Mostre que se A é uma matriz mxn tal que AX = 0, para toda matriz X, nx1, então A = 0.
Mostre que se A e B são matrizes que comutam com a matriz M = 0 1 - 1 0 , então AB = BA.