Uma matriz é uma estrutura matemática que permite organizar dados em linhas e colunas, facilitando a representação e o processamento de informações em diversos campos, como engenharia, física, economia e informática. Os exercícios com matrizes nos ajudam a entender como trabalhar com elas, desde operações básicas como soma e multiplicação até conceitos mais avançados, como a determinação das inversas.

Resolva os seguintes problemas:

1

Considere as matrizes:

Calcule as somas e subtrações:

a)

b)

Solução

a)


Somamos os elementos que estão na mesma posição em ambas as matrizes:

 

b)

Subtraímos os elementos que estão na mesma posição em ambas as matrizes:

 

2

Dado as matrizes:

Calcule:

a)

b)

Solução

a)

Somamos os elementos que estão na mesma posição em ambas as matrizes:



b)

Subtraímos os elementos que estão na mesma posição em ambas as matrizes:

 

3

Considerando as matrizes:


Verifique se a condição é atendida:

Solução

a) Vamos calcular

Multiplica-se a fila pela coluna (produto escalar) para obter o elemento .


b) Calculamos

Novamente, multiplica-se a fila pela coluna (produto escalar) para obter o elemento



c) Podemos verificar que

 

4

Considerando as matrizes abaixo:


Verifique se satisfaz

Solução

a) Calculamos


Vamos multiplicar a fila pela coluna (produto escalar) para obter o elemento


b) Calculamos

Multiplicando a fila pela coluna (produto escalar) para obter o elemento

 

 

c) Pelo anterior, verificamos que

5

Considere as matrizes:

Calcule:

a)

b)

Lembramos que a transposta de uma matriz é obtida trocando as linhas pelas colunas.

Solução

a) Calculamos



b) Calculamos

 

6

Dadas as matrizes

Calcule:

a)

b)

Lembramos que a transposta de uma matriz é obtida trocando as linhas pelas colunas.

Solução

a) Calculamos


 

b) Calculamos


7

Considere as matrizes:

Calcule:

a)

b)

Solução

a) Calculamos


 


b) Calculamos

 


8

Dadas as matrizes

Calcule:

a)

b)

Solução

a) Calculamos


 

b) Calculamos

 

9

Encontre para:

 


 


e

Solução

a) Calculamos

 

 


b) Calculamos



c) Podemos notar que o elemento que se encontra na posição coincide com a potência de , portanto, propomos para a potência

 


 


d) Vamos checar se a fórmula proposta satisfaz a potência

 


 


O cálculo anterior nos permite verificar que a fórmula proposta é válida para qualquer potência

10

Demonstre que , sendo:


Solução

a) Calculamos

 


 


b) Substituímos do lado esquerdo da equação e calculamos:

 


 


E assim, conseguimos demonstrar a igualdade solicitada.

a) Calculamos

 


 


b) Substituímos do lado esquerdo da equação e calculamos:

 


 


E assim, conseguimos demonstrar a igualdade solicitada.

11

Demonstre que , sendo:

 

Solução

a) Calculamos

 


 


b) Substituímos do lado esquerdo da equação e calculamos

 


 


E assim, conseguimos demonstrar a igualdade solicitada.

12

Calcule a matriz inversa de:

 


Solução

a) Construa uma matriz do tipo

 


 


b) Utilize o método Gauss para transformar a metade da esquerda, , na matriz identidade, e a matriz que resulte do lado direito será a matriz inversa .

 

Dessa forma,

 


 


Calculamos,

 


 


E então, e

 


 


c) A matriz inversa é:

13

Calcule a matriz inversa de:

 


Solução

a) Construa um matriz do tipo

 


 


b) Utilize o método Gauss para transformar a metade do lado esquerdo, , na matriz identidade, e a matriz que obtenha do do lado direito, será a matriz inversa .

 


Sendo assim,

 


 


Calculamos

 


 


E então, y

 


 


c) A matriz inversa é:

 

 

14

Calcule a matriz inversa de:

 


 

Solução

a) Construa uma matriz do tipo

 


 


b) Utilize o método Gauss para transformar o lado esquerdo, , na matriz identidade, e a matriz resultante do lado direito será a matriz inversa .

 


Portanto,

 


 


Fazemos y

 


 


c) A matriz inversa é:

15

Descubra as matrizes e que correspondam ao sistema:

 


 

Solução

a) Vamos multiplicar a segunda equação por

 


 


b) Somamos termo a termo e resolvemos para

 


 


c) Se multiplicarmos a primeira equação por 3 e somarmos termo a termo, obtemos:

 


 

16

Uma fábrica produz dois modelos de lavadoras, e , em três versões: e .

Produção do modelo : 400 unidades na versão , 200 unidades na versão e 50 unidades na versão .

Produção do modelo : 300 unidades na versão , 100 unidades na versão e 30 unidades na versão .

A versão fica 25 horas na linha de produção e 1 hora na linha de administração. A versão fica 30 horas na linha de produção e 1.2 horas na linha de administração. A versão fica 33 horas na linha de produção e 1.3 horas na linha de administração.

a) Represente a informação em duas matrizes.

b) Encontre uma matriz que expresse as horas de oficina e de administração usadas para cada um dos modelos.

Solução

Matriz de produção:

 

Filas: Modelos ;        Colunas:  Versões

 


 


Matriz de custo em horas:

 


Filas:  Versões ;    Colunas:  Custo em horas:

 


 


Matriz que expressa as horas de linha de produção e e administração para cada um dos modelos:

 


17

Calcule o seguinte posto matricial:

 


 

Solução

Realizamos operações elementares de linhas:

 

a) Assim:

 


 


b) Em seguida:

 


 


c) Calculamos,

 


 


Sendo assim: .

18

Sendo:

Calcule o valor de nas equações:

a)

b)

c)

d)

e)

Solução

Isolamos a variável de cada cada equação

 

a)

 


 


b)

 


 


c)

 


 


d)

 


 


e)

 


19

Resolva o sistema na forma matricial:

Solução

a) Vamos escrever na forma matricial

 


b) Resolvemos a equação

 


 


c) Portanto, a equação é:

 


 

20

Resolva o sistema na forma matricial:

 

Solução

a) Vamos escrever na forma matricial

 


 


b) E resolver a equação

 



c) Dessa forma, a equação é a seguinte:

 


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Ms. Kessia

Produtora de conteúdo apaixonada por conectar culturas por meio das palavras, equilibrando a criação para redes sociais com o desafio de criar para o mundo dois meninos incríveis.