Álgebra Linear & EDO 2o Semestre 2015 7 Professor: Tiago Pereira 1. Verifique se V = {(x, y) 2 R2 } é um espaço vetorial sobre R com as operações de adição e de multiplicação por escalar dados por: a) (x1 , y1 ) (x2 , y2 ) = (x1 + x2 , y1 + y2 ); ↵ b) (x1 , y1 ) (x2 , y2 ) = (x1 , y1 ); ↵ c) (x1 , y1 ) (x2 , y2 ) = (2x1 d) (x1 , y1 ) (x2 , y2 ) = (x1 + x2 , y1 + y2 ); ↵ (x, y) = (x, ↵y) (x, y) = (↵x, ↵y) 2y2 , x2 + y1 ); ↵ (x, y) = (x, ↵y) (x, y) = (y, ↵x) 2. Seja V = {x 2 R, x > 0} com as operações de adição e de multiplicação por escalares dadas por: x y = xy; ↵ x = x↵ , ↵ 2 R Verifique que V é um espaço é um espaço vetorial sobre R. 3. Seja n 2. Assinale a alternativa em que S é um subespaço vetorial de Rn (munido das operações usuais). Justifique sua resposta. a) S = {(x1 , · · · , xn ) 2 Rn : x1 + · · · + xn + 1 = 0} c) S = {(x1 , · · · , xn ) 2 Rn : x1 > 0, · · · , xn > 0} e) S = {(x1 , · · · , xn ) 2 Rn : x1 + · · · + xn = 0} 4. Justifique cada uma das alternativas a) W = {(x, y) 2 R2 |x 0} não é um subespaço vetorial de R2 munido das operações usuais de some entre vetores e multiplicação entre escalar real e vetor. b) O conjunto = n ✓ -1 0 1 -1 ◆ ✓ -1 , 1 0 1 ◆ ✓ 0 , -1 1 0 ◆ ✓ 0 , 0 1 0 ◆ o , contido no espaço vetorial Mat(2, R) munido da soma entre matrizes e multiplicação entre escalar real e matriz usuais é L.D. 5. Seja W = {(x, y) 2 R2 , x, y > 0} com as operações de adição e multilplicação por escalares dados por (x1 , y1 ) (x2 , y2 ) = (x1 x2 , y1 y2 ) (x, y) = (x↵ , y ↵ ) ↵ a) Verifique que W é um espaço vetorial sobre R. b) Ache uma base de W . n✓ x y ◆ 6. Sejam S1 = 2 Mat(2, R) | x z w n✓ 1 S2 = 1 2 0 ◆ ✓ 0 , 1 o y+z =0 e 1 1 ◆ ✓ 1 , 0 0 0 ◆o . a) Determine uma base e a dimensão de S1 \ S2 ✓ ◆ 3 4 b) Seja M = . Verifique se M 2 S1 \ S2 . 1 -2 7. Sejam a 2 R e S = {(1, a, 1), (1, 1, a), ( 1, 1, 1)} Determine a para que S seja uma base de R3 . 8. Considere o espaço vetorial F de todas as funções reais de uma variável t. Mostre que os seguintes conjuntos formam sistemas linearmente independentes de F . a) {1, t}. b) {t, t4 }. c) {tet , e2t }. d) {t, cos t}. 9. Seja V o espaço vetorial das funções de R em R, e Vp o subconjunto das funções pares, isto é, que satisfazem f ( x) = f (x) 8x 2 R e Vi o subconjunto das funções impares, isto é, que satisfazem f ( x) = Prove que a) Vp e Vi são subespaços de V b) Vp + Vi = V c) Vp \ Vi = {0} 2 f (x) 8x 2 R 10. Seja W o espaço dos polinômios de grau menor ou igual a 3 cujos elementos satisfazem p( 1) = p(1) munido das operações usuais de soma multiplicação escalar. a) Ache uma base para W b) Qual a dimensão de W ? 11. Considere o espaço vetorial P3 (R). Determine uma base para o subespaço vetorial de P3 (R) definido por S = {p(x) 2 P3 (R) | p( 1) + p0 ( 1) = 0 e p(1) = 0} 12. Considere o espaço vetorial real P2 (R) e o subconjunto U definido por U = {p(x) 2 P2 (R)| Z 1 p(x)dx + 2p0 (0) = 0} 1 a) Mostre que o subconjunto U é um subespaço vetorial de P2 (R) b) Determine uma base para o subespaço U c) Determine uma subespaço W de P2 (R) de modo que P2 (R) = U W 13. Seja ⇧ = {(x, y, z) 2 R3 | x 2y + 4z = 0}. Obtenha uma base {(~v1 , ~v2 , ~v3 )} de R3 de tal modo que ~v1 , ~v2 2 ⇧. 14. Mostre que se U, W são subespeços de V de dimensão finita, então dimU + dimV = dim(U + V ) + dim(U \ W ) 3