Beleza, vamos lá! A questão pede para encontrar uma base e a dimensão de um subespaço de . Para isso, vamos usar álgebra linear, especificamente o conceito de sistemas lineares e subespaços vetoriais. Precisamos resolver as equações que definem para identificar os vetores que formam a base e contar quantos vetores teremos, que será a dimensão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as equações que definem :
Vamos simplificar essas equações para facilitar a resolução.
Passo 3
Simplificando a primeira equação:
Agora, temos em função de .
Passo 4
A terceira equação já está resolvida para :
Então, também está em função de .
Passo 5
Vamos substituir e na segunda equação:
Simplificando:
Para facilitar, vamos combinar os termos de :
Resolvendo para :
Passo 6
Agora, todas as variáveis estão expressas em função de :
Isso mostra que é a variável livre, ou seja, podemos escolher qualquer valor para e determinar os demais componentes.
Passo 7
Vamos representar um vetor genérico de em termos de :
Isso significa que todo vetor em é um múltiplo escalar do vetor .
Passo 8
Como é formado por múltiplos de um único vetor, a dimensão de é 1. Além disso, o vetor forma uma base para .