Matemática, perguntado por isabelascampo, 9 meses atrás

VETORESSSSSSSS
Suponha que o conjunto u, v, w é LI e considere o vetor t = au + bv + c w. Mostre que o conjunto u + t, v + t, w + t é LI se, e somente se, a + b + c for diferende de −1.

Soluções para a tarefa

Respondido por cassiohvm
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Lembramos que 3 vetores  v₁, v₂ e v₃ são linearmente independentes se existem escalares α₁ , α₂  e α₃ de forma que

α₁v₁ + α₂vα₂ + α₃v₃ = 0 ↔ α₁ = α₂ = α₃ = 0

Isso quer dizer que para descobrir se 3 vetores são LI, você precisa resolver a equação α₁v₁ + α₂vα₂ + α₃v₃ = 0 (onde as incógnitas são  α₁ , α₂  e α₃) e verificar se a única solução é α₁ = α₂ = α₃ = 0.

No problema temos os vetores

v₁ = u + t  = (a+1)u + bv + cw

v₂ = v + t  = au + (b+1)v + cw

v₃ = w + t = au + bv + (c+1)w

Portanto:

α₁v₁ + α₂vα₂ + α₃v₃ = 0     ( I )

α₁ [(a+1)u + bv + cw] + α₂ [au + (b+1)v + cw] + α₃ [au + bv + (c+1)w] = 0

Agora vamos agrupar tudo em u,v,w:

[ a(α₁ + α₂ + α₃) + α₁ ]u + [ b(α₁ + α₂ + α₃) + α₂ ]v + [ c(α₁ + α₂ + α₃) + α₃ ]w = 0

Mas os vetores u,v,w são LI. Ou seja, pra equação acima ser verdadeira cada um dos coeficientes de u,v,w deve ser nulo. Assim, ficamos com o sistema:

a(α₁ + α₂ + α₃) + α₁ = 0

b(α₁ + α₂ + α₃) + α₂ = 0     ( II )

c(α₁ + α₂ + α₃) + α₃ = 0

Somando essas 3 equações obteremos

a(α₁ + α₂ + α₃) + b(α₁ + α₂ + α₃) + c(α₁ + α₂ + α₃) + (α₁ + α₂ + α₃)  = 0

(a+b+c+1)(α₁ + α₂ + α₃)  = 0     ( III )

Assim, temos duas possibilidades:

1) a + b + c = -1

Nesse caso observe que algum dos números a,b,c é não nulo.  Por outro lado,  α₁ = -a, α₂ = -b e  α₃ = -c é solução do sistema ( II ). Assim, os vetores não são LI nesse caso.

2) a + b + c ≠ -1

Já nesse caso, pela equação ( III ) devemos ter α₁ + α₂ + α₃  = 0. Isso implica que a única solução do sistema ( II ) é α₁ = α₂ = α₃ = 0. Logo, está é a única solução da equação ( I ). Portanto, nesse caso, os vetores são LI.


isabelascampo: mega obrigada
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