Sistemas homogêneos
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Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{cccccr}&x_1&-&7x_2&=&-11 \\-&x_1&+&11x_2&=&31 \\&2x_1&-&12x_2&=&-26 \\&3x_1&-&17x_2&=&-15 \\\end{array}\right. . \]
$Y = (0, 0)^T$.
Não existe solução particular $X_o$ para esse sistema. Ou seja, o sistema linear não possui solução.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{ccccccr}2x_1&+&5x_2&+&12x_3&=& 6 \\3x_1&+&x_2&+&5x_3&=& 12 \\5x_1&+&8x_2&+&21x_3&=& 17\\\end{array}\right. .\]
Mostre que um sistema linear homogêneo de $m$ equações e $n$ incógnitas sempre tem soluções não triviais se $m < n$.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{ccccccccr}3x& + &3y& - &2z& - &t&=& 2\\5x& + &2y& + &z& - &2t&=& 1\\2x& - &y& + &3z& - &t&=& -1\end{array}\right. .\]
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{ccccccccccr}x_1&-&2x_2&+&3x_3&+&2x_4&+&x_5&=&10 \\2x_1&-&4x_2&+&8x_3&+&3x_4&+&10x_5&=& 7 \\3x_1&-&6x_2&+&10x_3&+&6x_4&+&5x_5&=&27\\\end{array}\right..\]
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{rrrrrcr}1x_1+&3x_2-&7x_3+&5x_4+&2x_5&=&0 \\2x_1+&3x_2-&20x_3+&7x_4+&8x_5&=&0 \\10x_1+&22x_2-&46x_3+&34x_4+&12x_5&=&0 \\\end{array}\right. . \]
$Y = x_ 1\left ( 1,0, \dfrac {11} {5}, \dfrac {6} {5},\dfrac {21} {5} \right)^T+x_2\left ( 0,1, \dfrac {4} {5}, \dfrac {-1} {5},\dfrac {9} {5} \right)^T$, $\forall x_1, x_2\in\mathbb {R}$.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$, em função do parâmetro $\lambda$:
\[\left\{\begin{array}{ccccl}x_1-&2x_2-&x_3+&x_4&=-2 \\2x_1+&7x_2+&3x_3+&x_4&=\ \, 6 \\11x_1+&11x_2+&4x_3+&8x_4&=\ \, 8\\10x_1+&2x_2+&&8x_4&=\ \, \lambda \\\end{array}\right. .\]
Mostre que um sistema de equações lineares homogêneo de $n$ equações e $n$ incógnitas admite solução(ões) não trivial(is) se e somente se o determinante da matriz dos coeficientes for nulo.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$, em função do parâmetro $\lambda$:
\[\left\{\begin{array}{cccl}2x_1+&3x_2+&x_3&=1 \\x_1+&6x_2+&x_3&=3 \\2x_1-&3x_2+&2x_3&=\lambda\\x_1+&3x_2+&2x_3&=1 \\\end{array}\right.. \]
Sejam $A$ uma matriz $n\times m$, ${\bf 0}$ a matriz nula $m\times 1$ e $B$ uma matriz $m\times 1$.
- Sabendo que $Y_{1}$ e $Y_{2}$ são duas matrizes $m\times 1$ que são soluções do sistema $AX = {\bf 0}$ e que $a$ e $b$ são dois números reais, mostre que $Y_{3} = aY_{1} + bY_{2}$ também é solução do sistema $AX = {\bf 0}$.
- Sabendo que $X_{1}$ e $X_{2}$ são duas matrizes $m\times 1$, que são soluções do sistema $AX = B$, mostre que $X_{3} = X_{1} - X_{2}$ é uma solução do sistema $AX = {\bf 0}$.
- Sabendo que $U$ e $V$ são duas matrizes $m\times 1$ onde $U$ é uma solução do sistema $AX = {\bf 0}$ e $V$ é uma solução do sistema $AX = B$ mostre que $Z = U + V$ também é solução do sistema $AX = B$.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{ccccccccccr}&&x_1&+&x_2&-&x_3&+&2x_4&=&6 \\&-&x_1&+&x_2&+&4x_3&-&3x_4&=&-2 \\&&&&x_2&+&3x_3&+&x_4&=& 5 \\&&&&x_1&+&5x_2&+&5x_3& =&14 \\\end{array}\right. . \]
$Y=(0,0,0,0)^T$.
$X_o=(4,1,1,1)^T$.
$X_o+Y=(4,1,1,1)^T$.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{cccccr}2x_1+&1x_2+&4x_3+&x_4&=&-5 \\2x_1+&8x_2-&10x_3+&8x_4&=&2 \\&&-9x_3+&2x_4&=&2\\4x_1+&1x_2+&6x_3+&5x_4&=&-3\\4x_1+&5x_2-&8x_3+&8x_4&=&-3\\\end{array}\right . .\]
Mostre que todo sistema linear homogêneo (isto é, cujos termos independentes são todos iguais a zero) de três equações com quatro incógnitas possui uma infinidade de soluções.
Três tipos de suplementos alimentares estão sendo desenvolvidos. Para cada grama de ração, tem-se que:
i) O suplemento 1 tem $1$ unidade de vitamina A, $3$ unidades de vitamina B e $4$ unidades de vitamina C;
ii) O suplemento 2 tem $2$, $3$, e $5$ unidades das vitaminas A, B, e C, respectivamente;
iii) O suplemento 3 tem $3$ unidades das vitaminas A e C, e não contém vitamina B.
Se são necessárias $11$ unidades de vitamina A, $9$ de vitamina B, e $20$ de vitamina C,
Encontre todas as possíveis quantidades dos suplementos 1, 2, e 3, que fornecem a quantidade de vitaminas desejada.
Qual o sistema homogêneo associado?
O sistema homogêneo associado aceita solução não nula?
Qual a relação entre a resposta dos itens anteriores?
Se o suplemento 1 custa $6$ reais por grama e os outros dois custam $1$, existe uma solução custando exatamente $10$ reais?
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{rrrrl}4x&+3y&-z&+t&=4\\x&-y&+2z&-t&=0\\5x&+2y&+z&&=4\end{array}\right. . \]
Suponha que:
$$ \left\{ \begin{array}{rcrcc}a x &+& b y & = & 0\\c x &+& d y & = & 0 \end{array} \right. ,$$
sejam duas equações de retas, onde $a$, $b$, $c$ e $d$ são números reais.
O que significa, geometricamente, o fato de que os termos independentes são nulos?
Como estudar a existência/tipo de interseções entre essas duas retas usando sistemas lineares?
- Significa que ambas as retas passam pela origem do plano cartesiano. Afinal, ponto $(x,y)=(0,0)$ satisfaz ambas as equações do sistema.
- Posto que as duas retas passam pelas origem, esse tipo de sistema possui sempre ao menos uma solução, ponto de interseção das retas, a origem. Restando a possibilidade de, se o determinante da matriz dos coeficientes for nulo, que as retas sejam coincidentes.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[\left\{\begin{array}{rrrcr}2x_1+&3x_2-&5x_3&=& 2 \\2x_1+&3x_2-&x_3&=& 8 \\6x_1+ &9x_2-&7x_3&=& 18 \\\end{array}\right. . \]
$Y = x_1 \left(1, \dfrac{-2}{3}, 0\right)^T$, $\forall x_1\in\mathbb{R}$.
$X_o = \left(0, \dfrac{19}{6},\dfrac{ 3}{2}\right)^T$.
$X_o + Y = \left(x_1, \dfrac{19}{6}-\dfrac{2 x_1}{3},\dfrac{ 3}{2}\right)^T$, $\forall x_1\in\mathbb{R}$.
Seja $X_{o}$ uma solução particular de um sistema $AX = B$, e $Y$ a solução geral do sistema homogêneo associado, $AX = {\bf 0}$. Temos então que $X_{o} + Y$ é a solução geral do sistema $AX = B$.
Encontre as soluções gerais do sistema homogêneo associado ao sistema linear a seguir. Encontre também a solução geral do sistema da forma $X_{o} + Y$.
\[ \left\{\begin{array}{rrrrl}x&+5y&+4z&-13z&=3\\3x&-y&+2z&+5t &=2\\2x&+2y&+3z&-4t&=1\end{array}\right. .\]