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Encontrar Solução Geral de um Sis. Linear

Encontrar Solução Geral de um Sis. Linear

Mensagempor Jhonata » Qui Mai 02, 2013 16:09

Estou com o seguinte problema em mãos, aparentemente bem simples:

Assinale a solução geral do sistema linear representado pela matriz aumentada \begin{vmatrix}
   1 & 3 & 2 & 1  \\ 
   0 & 1 & 3 & 1  \\
   0 & 0 & 0 & 0
\end{vmatrix}

a)\left(5,-2,1 \right)+t\left(14,-6,2 \right)
b)\left(-2,1,0 \right)+t\left(7,3,0 \right)+s\left(0,0,1 \right)
c)\left(-2,1,0 \right)
d)\left(5,-2,2) \right)+t\left(14,-6,2 \right)

A alternativa b e c são falsas; na matriz, nitidamente tenho apenas uma linha nula, o que vai nos dar uma variável independente e teremos como conjunto solução uma reta(que no ponto de vista geral, o sistema terá infinitas soluções). Cara, eu terminei de escalonar(pra matriz totalmente escalonada) a matriz e parametrizei as equações lineares:

~ \begin{vmatrix}
   1 & 0 & -7 & -2  \\ 
   0 & 1 & 3 & 1  \\
   0 & 0 & 0 & 0
\end{vmatrix}

\begin{cases}
x -7z = -2 \\
y +  3z = 1
\end{cases}

Fazendo z = t (o parâmetro, ou seja, a variável livre.):

\begin{cases}
x = -2 +7t \\
y = 1 - 3t
\end{cases}

Dai o conjunto solução seria a reta:S={(-2,1,0)+t(7,-3,1)| t \in\Re}

Que não bate com nenhuma das alternativas do gabarito que é a alternativa a.
Mas vemos algo em comum na minha resposta com relação ao gabarito.
1)o vetor do espaço gerado é metade do que aparece no gabarito;
2) o vetor (-2,1,0) aparece no gabarito.

No que posso ter errado? Me corrijam, por favor. Qualquer ajuda é bem vinda. Grato desde já.
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Re: Encontrar Solução Geral de um Sis. Linear

Mensagempor e8group » Qui Mai 02, 2013 16:56

Sua solução está correta . No entanto ,qualquer vetor não nulo paralelo ao vetor diretor também é vetor diretor da reta . Assim , o vetor (2t' +1)(7,-3,1) é diretor da reta .Onde : t =2t' + 1  , \forall t' \in \mathbb{R} .
Além disso , note que : (2t' +1)(7,-3,1)  =  2t'(7,-3,1)  + (7,-3,1)   = t'(14,-6,2) + (7,-3,1) .

Daí ,

(-2,1,0)  + t(7,-3,1)  = \\ \\   (-2,1,0)  + t'(14,-6,2) + (7,-3,1)   = \\ \\  (5,-2,1) + t'(14,-6,2) . Isto mostra que seus cálculos estão corretos .
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Re: Encontrar Solução Geral de um Sis. Linear

Mensagempor Jhonata » Qui Mai 02, 2013 17:26

Excelente explicação, mas ainda permaneceram duas dúvidas:

Como encontrar o vetor diretor?
E como eu saberia/notaria que deveria encontrá-lo pra utilizar no problema em questão?

Ah, muito obrigado mesmo pela ajuda!
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Re: Encontrar Solução Geral de um Sis. Linear

Mensagempor e8group » Qui Mai 02, 2013 18:01

Jhonata escreveu:Como encontrar o vetor diretor?


Se uma reta passa pelos pontos A e B qualquer vetor que é múltiplo escalar de \overrightarrow{AB} será paralelo a \overrightarrow{AB} , ou seja , qualquer vetor que é múltiplo escalar de \overrightarrow{AB} será vetor diretor desta reta .(*) A escolha deste vetor irá influenciar no parâmetro ,por exemplo ,enquanto tomando-se t = 0 obtemos que o ponto B =(  -2,1,0) pertence a reta ,por outro lado ,tomando-se t' = -1/2 obterá B =(  -2,1,0) .

Jhonata escreveu:E como eu saberia/notaria que deveria encontrá-lo pra utilizar no problema em questão?


Está pergunta não sei responder ,geralmente quando a questão é múltipla escolha podemos verificar se a solução é equivalente a uma das alternativas . Neste caso , é fácil ver que o vetor (7,-3,1) é múltiplo escalar de (14,-6,2) ,pelo argumento (*) ,podemos ver que a mudança de variável t = 2t' + 1 nos levará a resposta que está no formato do item (a) .
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Assunto: método de contagem
Autor: sinuca147 - Seg Mai 25, 2009 09:10

Veja este exercício:

Se A = {x \in Z \hspace{1mm} | \hspace{1mm} \frac{20}{x} = n, n \in N} e B = {x \in R \hspace{1mm} | \hspace{1mm} x = 5m, m \in z}, então o número de elementos A \cap B é:

Eu tentei resolver este exercício e achei a resposta "três", mas surgiram muitas dúvidas aqui durante a resolução.

Para determinar os elementos do conjunto A, eu tive de basicamente fazer um lista de vinte dividido por todos os números naturais maiores que zero e menores que vinte e um, finalmente identificando como elementos do conjunto A os números 1, 2, 4, 5, 10 e 20. Acho que procedi de maneira correta, mas fiquei pensando aqui se não existiria um método mais "sofisticado" e prático para que eu pudesse identificar ou ao menos contar o número de elementos do conjunto A, existe?

No processo de determinação dos elementos do conjunto B o que achei foi basicamente os múltiplos de cinco e seus opostos, daí me surgiram estas dúvidas:

existe oposto de zero?
existe inverso de zero?
zero é par, certo?
sendo x um número natural, -x é múltiplo de x?
sendo z um número inteiro negativo, z é múltiplo de z?
sendo z um número inteiro negativo, -z é múltiplo de z?

A resposta é 3?

Obrigado.


Assunto: método de contagem
Autor: Molina - Seg Mai 25, 2009 20:42

Boa noite, sinuca.

Se A = {x \in Z \hspace{1mm} | \hspace{1mm} \frac{20}{x} = n, n \in N} você concorda que n só pode ser de 1 a 20? Já que pertence aos naturais?
Ou seja, quais são os divisores de 20? Eles são seis: 1, 2, 4, 5, 10 e 20.
Logo, o conjunto A é A = {1, 2, 4, 5, 10, 20}

Se B = {x \in R \hspace{1mm} | \hspace{1mm} x = 5m, m \in z} você concorda que x será os múltiplos de 5 (positivos e negativos)? Já que m pertence ao conjunto Z?
Logo, o conjunto B é B = {... , -25, -20, -15, -10, -5, 0, 5, 10, 15, 20, 25, ...

Feito isso precisamos ver os números que está em ambos os conjuntos, que são: 5, 10 e 20 (3 valores, como você achou).

Vou responder rapidamente suas dúvidas porque meu tempo está estourando. Qualquer dúvida, coloque aqui, ok?

sinuca147 escreveu:No processo de determinação dos elementos do conjunto B o que achei foi basicamente os múltiplos de cinco e seus opostos, daí me surgiram estas dúvidas:

existe oposto de zero? sim, é o próprio zero
existe inverso de zero? não, pois não há nenhum número que multiplicado por zero resulte em 1
zero é par, certo? sim, pois pode ser escrito da forma de 2n, onde n pertence aos inteiros
sendo x um número natural, -x é múltiplo de x? Sim, pois basta pegar x e multiplicar por -1 que encontramos -x
sendo z um número inteiro negativo, z é múltiplo de z? Sim, tais perguntando se todo número é multiplo de si mesmo
sendo z um número inteiro negativo, -z é múltiplo de z? Sim, pois basta pegar -z e multiplicar por -1 que encontramos x

A resposta é 3? Sim, pelo menos foi o que vimos a cima


Bom estudo, :y:


Assunto: método de contagem
Autor: sinuca147 - Seg Mai 25, 2009 23:35

Obrigado, mas olha só este link
http://www.colegioweb.com.br/matematica ... ro-natural
neste link encontra-se a a frase:
Múltiplo de um número natural é qualquer número que possa ser obtido multiplicando o número natural por 0, 1, 2, 3, 4, 5, etc.

Para determinarmos os múltiplos de 15, por exemplo, devemos multiplicá-lo pela sucessão dos números naturais:

Ou seja, de acordo com este link -5 não poderia ser múltiplo de 5, assim como 5 não poderia ser múltiplo de -5, eu sempre achei que não interessava o sinal na questão dos múltiplos, assim como você me confirmou, mas e essa informação contrária deste site, tem alguma credibilidade?

Há e claro, a coisa mais bacana você esqueceu, quero saber se existe algum método de contagem diferente do manual neste caso:
Para determinar os elementos do conjunto A, eu tive de basicamente fazer um lista de vinte dividido por todos os números naturais maiores que zero e menores que vinte e um, finalmente identificando como elementos do conjunto A os números 1, 2, 4, 5, 10 e 20. Acho que procedi de maneira correta, mas fiquei pensando aqui se não existiria um método mais "sofisticado" e prático para que eu pudesse identificar ou ao menos contar o número de elementos do conjunto A, existe?