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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 10 (Matemática) do ITA 2014

Matemática · Matemática: Matrizes e determinantes

Texto-base das questões 01 a 20 · Matemática

\mathbb{N} : conjunto dos números naturais; \mathbb{N} = \{1, 2, 3, \ldots\}

\mathbb{Z} : conjunto dos números inteiros

\mathbb{Q} : conjunto dos números racionais

\mathbb{R} : conjunto dos números reais

\mathbb{C} : conjunto dos números complexos

i : unidade imaginária: i^2 = -1

|z| : módulo do número z \in \mathbb{C}

\overline{z} : conjugado do número z \in \mathbb{C}

\text{Re}(z) : parte real do número z \in \mathbb{C}

\det A : determinante da matriz A

A^t : transposta da matriz A

\mathcal{P}(A) : conjunto de todos os subconjuntos do conjunto A

n(A) : número de elementos do conjunto finito A

P(A) : probabilidade de ocorrência do evento A

f \circ g : função composta das funções f e g

[a, b] = \{x \in \mathbb{R};\ a \le x \le b\}

[a, b[ = \{x \in \mathbb{R};\ a \le x < b\}

]a, b] = \{x \in \mathbb{R};\ a < x \le b\}

]a, b[ = \{x \in \mathbb{R};\ a < x < b\}

A \setminus B = \{x;\ x \in A\text{ e } x \notin B\}

\displaystyle\sum_{n=1}^{k} a_n = a_1 + a_2 + \ldots + a_k,\ k \in \mathbb{N}

Observação: Os sistemas de coordenadas considerados são cartesianos retangulares.

Seja M uma matriz quadrada de ordem 3, inversível, que satisfaz a igualdade

\det(2M^2) - \det(\sqrt[3]{2}M^3) = \frac{2}{9}\det(3M).

Então, um valor possível para o determinante da inversa de M é

  1. A
    \frac{1}{3}.
  2. B
    \frac{1}{2}.
  3. C
    \frac{2}{3}.
  4. D
    \frac{4}{5}.
  5. E
    \frac{5}{4}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Seja d=\det M, com d\neq 0, pois M é inversível. Para uma matriz de ordem 3, \det(kA)=k^3\det A.

Calculando cada termo:

  1. \det(2M^2)=2^3\,d^2=8d^2.
  2. \det(\sqrt[3]{2}\,M^3)=(\sqrt[3]{2})^3\,d^3=2d^3.
  3. \det(3M)=27d, logo \dfrac{2}{9}\cdot 27d=6d.

Substituindo na igualdade:

8d^2-2d^3=6d

Como d\neq0, dividimos por 2d:

4d-d^2=3 \Rightarrow d^2-4d+3=0

As raízes são d=1 ou d=3.

O determinante da inversa é \det(M^{-1})=\dfrac{1}{d}, que vale 1 ou \dfrac13.

Só \dfrac13 aparece entre as alternativas.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BResultaria de d=2, que não é raiz de d^2-4d+3=0.
  • CResultaria de d=3/2, que não é raiz da equação.
  • DResultaria de d=5/4, que não é raiz da equação.
  • EResultaria de d=4/5, que não é raiz da equação.

Assunto: Matrizes e determinantes.

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Ver como caiu na prova Questão 10 no caderno Matemática do ITA 2014

Fonte: ITA 2014 · Matemática. Prova oficial ↗