Exercícios Resolvidos de Bases

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Enunciado

Seja o subespaço S de M 2 × 2 :

S = a b c d c = a + b   e   d = a }

O conjunto

1 - 1 0 1 ,   2 1 3 4

É uma base de S ?

Passo 1

Opaa, e aí galerinha, vamos lá para mais uma questão sobre Bases!

Para compararmos, precisamos saber antes quem é a base de S .

Sendo assim, vamos encontrar os geradores para o conjunto:

Como c = a + b e d = a , vamos reescrever nossa matriz assim:

a b c d = a b a + b a

Agora vamos separar as variáveis a e b , ficando com:

a 0 a a + 0 b b 0

Agora, vamos colocar a e b em evidência!

a 1 0 1 1 + b 0 1 1 0

Ihhh caramba, os vetores deram diferentes então não é uma base, correto?? ERRADO!!

Se essas matrizes que achamos forem uma Combinação Linear, da base indicada no enunciado, não tem problema algum! Sendo assim, vamos verificar isso.

Passo 2

Se você perceber podemos escrever 1 - 1 0 1 como uma Combinação Linear de 1 0 1 1 , 0 1 1 0 , essa matriz vai ser válida. No fundo a gente tem que ver se existe um a e um b nesse sistema aqui:

1 - 1 0 1 = a 1 0 1 1 + b 0 1 1 0 1 - 1 0 1 =   a b a + b a

Comparando termo a termo, conseguimos montar o sistema:

a = 1 b =   - 1 a + b =   0   a = 1

As duas primeiras linhas e a última nos dão os valores de um a e b , vamos ver se esses valores se encaixam na terceira linha:

a + b = 0 1 + - 1 = 0

Então existe a e b . então a matriz 1 - 1 0 1 é valida!

Já para a segunda vamos testar de novo essa igualdade:

2 1 3 4 = a b a + b a

Temos que

2 = a 1 = b 3 = a + b 4 = a

Uééé como que a = 2 na primeira linha e a = 4 na última??? Não existe valor de a !

Como podemos ver a primeira e a última equação se contradizem e, portanto, a equação é impossível.

Logo, 2 1 3 4 não é uma C L de 1 0 1 1 , 0 1 1 0 e o conjunto do enunciado não é uma base de S .

Resposta

Não é uma base de S

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(b) S = {O, (1/ √2, −1/√2, 0), (0, 0, 1), (1/√2, 1/√2, 0)} e P = (2, −1, 2);