Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Álgebra Linear - 2ª Edição - Alfredo Steinbruch e Paulo Winterle- Ed: 2º - Capítulo 5.7 - Ex. 23f
Verificar quais das seguintes matrizes são ortogonais e, dentre estas, determinar as que representam rotações:
Passo 1
A questão pede para dizermos se a matriz é ortogonal ou não. Para que ela seja ortogonal, sua inversa deve ser igual a sua transposta.
Para inverter a matriz, vamos usar o método da matriz expandida:
Multiplicando a primeira linha por e somando com a segunda:
Fazendo o mesmo mas somando com a terceira linha:
Multiplicando a terceira linha por e somando com a segunda:
Somando a primeira linha com a segunda e substituindo na primeira:
Somando a segunda com a terceira:
Por fim, fazendo a primeira linha menos a terceira:
Assim, a inversa é
Passo 2
Para obter a transposta, basta trocar linha com coluna:
Assim, vemos que , logo a matriz é ortogonal!
Além disso,
Como , essa matriz representa uma rotação!
Resposta
É ortogonal e representa uma rotação.