Verifique se os seguintes conjuntos são subespaços vetoriais: .
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Queremos verificar se o conjunto é um subespaço vetorial. Para isso, precisamos lembrar que um subespaço vetorial deve satisfazer três condições principais: conter o vetor zero, ser fechado sob adição e ser fechado sob multiplicação por escalar.
Passo 2
Primeiro, vamos verificar se o vetor zero pertence ao conjunto . O vetor zero em é . Substituindo na condição :
Isso é verdadeiro, então o vetor zero está em .
Passo 3
Agora, precisamos verificar se é fechado sob adição. Ou seja, se pegarmos dois vetores quaisquer em , a soma deles também deve pertencer a .
Sejam e em . Então, e .
A soma desses vetores é . Vamos verificar se esse vetor também satisfaz :
Como , a soma também pertence a . Portanto, é fechado sob adição.
Passo 4
Por último, vamos verificar se é fechado sob multiplicação por escalar. Ou seja, se multiplicarmos um vetor de por qualquer número real, o resultado também deve estar em .
Seja e um escalar. Então, .
Multiplicando o vetor por , temos . Vamos verificar se esse vetor também satisfaz :
Assim, , o que significa que também pertence a . Portanto, é fechado sob multiplicação por escalar.