Enunciado

Seja a a 0 0 a a b 4 2 2 4 b a matriz de um sistema linear. Encontre os valores de a e b com os quais o sistema tem uma única solução.

Passo 1

Nesse problema, vamos trabalhar valores atribuídos à parâmetros para que satisfaçam uma condição.

Primeiramente, vamos escalonar a matriz dada:

a a 0 0 a a b 4 2 2 4 b     → L 2 → L 2 - L 1       a 0 0 0 a a b 4 - b 2 2 2 b

a 0 0 0 a a b 4 - b 2 2 2 b     → L 1 → 1 a L 1       1 0 0 0 a a b / a 4 - b 2 2 / a 2 b

1 0 0 0 a a b / a 4 - b 2 2 / a 2 b     → L 3 → L 3 - L 2   1 0 0 0 a 0 b / a 4 - b b - 2 2 / a 2 b - 2

1 0 0 0 a 0 b / a 4 - b b - 2 2 / a 2 b - 2     → L 2 → 1 a L 2       1 0 0 0 1 0 b / a ( 4 - b ) / a b - 2 2 / a 2 / a b - 2

1 0 0 0 1 0 b / a ( 4 - b ) / a b - 2 2 / a 2 / a b - 2     → L 3 → 1 b - 2 L 3       1 0 0 0 1 0 b / a ( 4 - b ) / a 1 2 / a 2 / a 1

Passo 2

Para que o sistema linear representado pela matriz a a 0 0 a a b 4 2 2 4 b tnha uma única solução, devemos ver as restrições impostas na sua matriz aumentada:

1 0 0 0 1 0 b / a ( 4 - b ) / a 1 2 / a 2 / a 1

Primeiramente, temos o parâmetro a como denominador na primeira e segunda linhas. Logo,

a ≠ 0

Passo 3

Agora, vamos relembrar a última operação do escalonamento que foi L 3 → 1 b - 2 L 3 .

Essa operação nos dá a restrição para a segunda condição. Para que essa operação seja definida, temos que b - 2 ≠ 0 . Então, a segunda condição para que a matriz tenha apenas uma única solução é

b ≠ 2

Resposta

Para que o sistema tenha apenas uma solução, a ≠ 0 e b ≠ 2

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