Matemática, perguntado por luannascimentosoares, 7 meses atrás

Alguém pode ajudar ,
Seja o espaço vetorial M(2,2) e os vetores 1 = 1 ,0
1 ,1
v2= −1, 2
0 ,1
3 = 0 −1
2 1 ,
escreva o vetor = 1 ,8
0, 5
como combinação linear dos vetores , v1 v2 e v3

Soluções para a tarefa

Respondido por Zecol
4

Sendo uma combinação linear, devem existir escalares (números reais) a_1, a_2 e a_3 tal que:

\begin{bmatrix}1 &8 \\ 0 &5 \end{bmatrix}=a_1\vec{v_1}+a_2\vec{v_2}+a_3\vec{v_3}

\begin{bmatrix}1 &8 \\ 0 &5 \end{bmatrix}=a_1\begin{bmatrix}1 &0 \\ 1 &1 \end{bmatrix}+a_2\begin{bmatrix}-1 &2 \\ 0 &1 \end{bmatrix}+a_3\begin{bmatrix}0 &-1 \\ 2 &1 \end{bmatrix}

\begin{bmatrix}1 &8 \\ 0 &5 \end{bmatrix}=\begin{bmatrix}a_1 &0 \\ a_1 &a_1 \end{bmatrix}+\begin{bmatrix}-a_2 &2a_2 \\ 0 &a_2 \end{bmatrix}+\begin{bmatrix}0 &-a_3 \\ 2a_3 &a_3 \end{bmatrix}

\begin{bmatrix}1 &8 \\ 0 &5 \end{bmatrix}=\begin{bmatrix}a_1-a_2 &2a_2-a_3 \\ a_1+2a_3 &a_1+a_2+a_3 \end{bmatrix}

Daí tiramos o seguinte sistema:

\left\{\begin{matrix}a_1-a_2=1\\2a_2-a_3=8\\a_1+2a_3=0\\a_1+a_2+a_3=5\end{matrix}\right.

Reescrevendo o sistema na forma matricial:

\begin{bmatrix}1 &-1  &0 \\ 0 &2  &-1 \\ 1 &0  &2\\ 1 &1  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}1\\8\\0\\5\end{matrix}\right|

Basta agora escalonarmos a matriz acima:

\begin{bmatrix}1 &-1  &0 \\ 0 &2  &-1 \\ 1 &0  &2\\ 1 &1  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}1\\8\\0\\5\end{matrix}\right|\xrightarrow[L_4-L_1\rightarrow L_4]{L_3-L_1\rightarrow L_3}\begin{bmatrix}1 &-1  &0 \\ 0 &2  &-1 \\ 0 &1  &2\\ 0 &2  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}1\\8\\-1\\4\end{matrix}\right|\xrightarrow[]{1/2L_2\rightarrow L_2}\begin{bmatrix}1 &-1  &0 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &1  &2\\ 0 &2  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}1\\4\\-1\\4\end{matrix}\right|

\begin{bmatrix}1 &-1  &0 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &1  &2\\ 0 &2  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}1\\4\\-1\\4\end{matrix}\right|\xrightarrow[L_3-L_2\rightarrow L_3]{L_1+L_2\rightarrow L_1}\begin{bmatrix}1 &0  &-1/2 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &0  &5/2\\ 0 &2  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}5\\4\\-5\\4\end{matrix}\right|

\begin{bmatrix}1 &0  &-1/2 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &0  &5/2\\ 0 &2  &1 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}5\\4\\-5\\4\end{matrix}\right|\xrightarrow[2/5L_3\rightarrow L_3]{L_4-2L_2\rightarrow L_4}\begin{bmatrix}1 &0  &-1/2 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &0  &1\\ 0 &0  &2 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}5\\4\\-2\\-4\end{matrix}\right|

\begin{bmatrix}1 &0  &-1/2 \\ 0 &1  &-1/2 \\ 0 &0  &1\\ 0 &0  &2 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}5\\4\\-2\\-4\end{matrix}\right|\xrightarrow[L_2+1/2L_3\rightarrow L_2]{L_4-2L_1\rightarrow L_4}\begin{bmatrix}1 &0  &-1/2 \\ 0 &1  &0 \\ 0 &0  &1\\ 0 &0  &0 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}5\\3\\-2\\0\end{matrix}\right|\xrightarrow[]{L_1+1/2L_3\rightarrow L_1}\begin{bmatrix}1 &0  &0 \\ 0 &1  &0 \\ 0 &0  &1\\ 0 &0  &0 \end{bmatrix}\left.\begin{matrix}4\\3\\-2\\0\end{matrix}\right|Com isso concluímos que a_1=4, a_2=3 e a_3=-2, logo:

\begin{bmatrix}1 &8 \\ 0 &5 \end{bmatrix}=4\begin{bmatrix}1 &0 \\ 1 &1 \end{bmatrix}+3\begin{bmatrix}-1 &2 \\ 0 &1 \end{bmatrix}-2\begin{bmatrix}0 &-1 \\ 2 &1 \end{bmatrix}

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