Enunciado

Verificar quais das seguintes matrizes são ortogonais e, dentre estas, determinar as que representam rotações:

1 10 3 10 - 3 10 1 10

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.

Como se trata de uma matriz 2 × 2 , podemos usar o seguinte truque para achar a inversa:

a b c d - 1 = 1 a d - b c d - b - c a

Assim,

A - 1 = 1 1 10 + 9 10 1 10 - 3 10 3 10 1 10 = 1 10 - 3 10 3 10 1 10

Passo 2

Para obter a transposta, basta trocar linha com coluna:

A t = 1 10 - 3 10 3 10 1 10

Assim, vemos que A t = A - 1 , logo a matriz é ortogonal!

Além disso,

det ⁡ A = 1 10 + 9 10 = 1

Como det ⁡ A = 1 , essa matriz representa uma rotação!

Resposta

É ortogonal e representa uma rotação.

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Quais dos seguintes operadores são ortogonais? T :R 3 → R 3 , T x , y , z = x , y cos ⁡ θ + zs e nθ , - ys e nθ + z cos ⁡ θ
Verificar quais das seguintes matrizes são ortogonais e, dentre estas, determinar as que representam rotações: cos ⁡ θ 0 - s e nθ 0 1 0 s e nθ 0 cos ⁡ θ
Construir uma matriz ortogonal cuja primeira coluna seja 2 5 ,- 1 5
Verificar quais das seguintes matrizes são ortogonais e, dentre estas, determinar as que representam rotações: 1 0 - 1 1 1 0 - 1 1 0