UFRJ, P2-2019.2
Considere definida por . Então a dimensão da imagem de menos a dimensão do núcleo de vale:
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Passo 1
Belezera galerinha, temos a transformação definida por e queremos encontrar a diferença entre as dimensões do núcleo e da imagem, isto é:
E para encontrarmos o valor de cada dimensão, podemos descobrir a matriz que representa e analisarmos suas propriedades, vem comigo.
Passo 2
A transformação é dada como:
Ou melhor:
E organizando os termos na ordem de casa elemento, temos que:
Portanto, podemos “retirar” as variáveis e da parte direita da equação, desse jeito:
Logo, temos que:
Passo 3
Irados, agora que encontramos a matriz , podemos descobrir as dimensões da imagem e do núcleo. Pra isso, vamo escalonar essa matriz ai, vamos fazer a Linha 3, menos duas vezes a Linha 1, desse jeito:
E agora somando as duas últimas linhas, temos:
Logo, temos duas linhas linearmente independentes. E como número de linhas L.I é igual ao número de colunas L.I, temos então duas colunas L.I. E a dimensão da imagem é dada pela quantidade de colunas linearmente independentes que temos, e nesse caso temos duas, logo:
Passo 4
E dado que para matriz , o Teorema do Núcleo e Imagem diz que:
Logo, para nossa matriz temos que:
Substituindo o valor de ficamos assim:
Portanto acabamos por descobrir que:
Passo 5
E já que queremos encontrar a diferença:
Vamos obter:
Logo a diferença é igual a Alternativa (c).
Resposta
Letra c.