Considere o problema de se encontrar dois números cuja soma seja igual a a, cuja diferença seja igual a b e tais que o triplo do primeiro mais o quíntuplo do segundo seja igual a c.
(a) Quando este problema tem solução, ela é única.
(b) Este problema nunca tem solução.
(c) Este problema sempre tem solução.
(d) Quando este problema tem solução, ela não é única.
Passo 1
Primeiro vamos traduzir o que a questão está nos dizendo!
Queremos encontrar dois números desconhecidos, então vamos chamar o primeiro de x e o segundo de y.
Esses dois números satisfazem as relações ditas no enunciado. Vamos montar a equação pra cada afirmação.
A primeira é que a soma dos números é a, ou seja:
Também foi dito que a diferença entre eles é b:
Por último, o triplo do primeiro (que chamamos de x) mais o quíntuplo do segundo (que é o nosso y) é igual a c:
Ou seja, ficamos com um sistema linear!
Passo 2
Agora notem o seguinte: temos duas incógnitas (que são o x e o y), enquanto temos três equações.
Um sistema com mais equações que incógnitas não necessariamente tem solução, certo? Isso porque podemos encontrar um valor para uma das incógnitas em uma das equações, e depois encontrar outro valor diferente para a mesma incógnita através das equações que restaram. Neste caso, uma das equações é inconsistente com as demais.
Porém, se não estivermos em uma situação com inconsistência nas equações, o sistema pode ter solução, sim! Neste caso, podemos afirmar que a solução é única.
Tá, mas como eu faço pra ver se as equações são consistentes ou não??
Passo 3
Uma forma bem rápida de ver isso é montando a matriz dos coeficientes do sistema e escalonando.
Passo : e
Passo :
Como conseguimos zerar a terceira linha, temos que na verdade ela é uma combinação da primeira com a segunda – isto é, não nos acrescenta nenhuma informação nova, mas também não contradizemos o que já tinha sido feito antes nas duas primeiras linhas.
Portanto, se nos forem dados a, b e c tais que a primeira e a segunda equação possam ser resolvidas, teremos um sistema com duas equações e duas incógnitas, que terá solução.
Mas isso nem sempre vai ser verdade, né? Depende dos valores de a, b e c. Por isso, a resposta é a letra (a): não necessariamente o sistema tem solução, mas quando tem, ela é única.
Resposta
(a) Quando este problema tem solução, ela é única.