y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do...

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+1/1/60+ MAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019 I DENTIFICAÇÃO Nome: NUSP: Turma: I NSTRUÇÕES 1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixe apenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusas e demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (não custa repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados. 2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página. 3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi- tida após 08h40min. 4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho. 5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeiras colunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nesta disciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da lista de presença. Evite erros nesse momento. 6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Em caso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta e indique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, ao lado da questão correspondente. 7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha de respostas. 8. Não destaque nenhuma folha de sua prova. Assinatura: BOA PROVA!

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y +1/1/60+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

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y +1/2/59+ y

y y

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y +1/3/58+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alternativacontendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

C para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

D para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

E se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A n é par.

B T é sobrejetora.

C T é injetora.

D Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

E dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

Teste 3 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

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y +1/4/57+ yTeste 4 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

Teste 5 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D todas as afirmações são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

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y +1/5/56+ yTeste 6 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E todas as afirmações são verdadeiras.

Teste 7 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 3.

B 5.

C 4.

D 2.

E 1.

y y

Page 6: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +1/6/55+ yTeste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

B{( 1 1

1 −3)}

.

C{( 0 1

1 −2)}

.

D{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

Teste 9 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 3.

C 2.

D 4.

E 6.

y y

Page 7: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +1/7/54+ yTeste 10 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 7.

B −3.

C −7.

D 5.

E 3.

Teste 11 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 3.

B dim(Ker(T)

)= 2.

C T é injetora.

D dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

E dim(Ker(T)

)= 1.

y y

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y +1/8/53+ yTeste 12 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 13 Considere o espaço vetorial C([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −π.

B 2.

C π.

D 1.

E −1.

y y

Page 9: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +1/9/52+ yTeste 14 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 12 .

B − 15 .

C 0.

D 15 .

E 35 .

Teste 15 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

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y +1/10/51+ yTeste 16 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 415 .

B 115 .

C − 215 .

D 815 .

E 0.

y y

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y +1/11/50+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

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9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 12: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +1/12/49+ y

y y

Page 13: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/1/48+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 14: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/2/47+ y

y y

Page 15: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/3/46+ yTeste 1 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 815 .

B − 215 .

C 415 .

D 0.

E 115 .

Teste 2 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D todas as afirmações são falsas.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 16: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/4/45+ yTeste 3 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C todas as afirmações são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 4 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 4.

C 3.

D 2.

E 6.

y y

Page 17: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/5/44+ yTeste 5 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( 1 1

1 −3)}

.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

D{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

E{( 0 1

1 −2)}

.

Teste 6 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 18: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/6/43+ yTeste 7 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são verdadeiras.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 8 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

B T é sobrejetora.

C Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

D n é par.

E T é injetora.

y y

Page 19: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/7/42+ yTeste 9 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A 2.

B −π.

C π.

D 1.

E −1.

Teste 10 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 3.

B 5.

C 1.

D 2.

E 4.

y y

Page 20: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/8/41+ yTeste 11 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 1.

B dim(Ker(T)

)= 2.

C dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

D dim(Ker(T)

)= 3.

E T é injetora.

Teste 12 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 21: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/9/40+ yTeste 13 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

B para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

C para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

E se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

y y

Page 22: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/10/39+ yTeste 15 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 12 .

B 15 .

C 35 .

D 0.

E − 15 .

Teste 16 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 3.

B 7.

C −3.

D −7.

E 5.

y y

Page 23: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/11/38+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

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0

1

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5

6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 24: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +2/12/37+ y

y y

Page 25: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/1/36+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 26: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/2/35+ y

y y

Page 27: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/3/34+ yTeste 1 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 2.

B dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

C dim(Ker(T)

)= 1.

D dim(Ker(T)

)= 3.

E T é injetora.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 28: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/4/33+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 3.

B 6.

C 1.

D 2.

E 4.

Teste 4 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 0.

B 115 .

C − 215 .

D 815 .

E 415 .

Teste 5 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A T é sobrejetora.

B T é injetora.

C n é par.

D Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

E dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

y y

Page 29: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/5/32+ yTeste 6 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

B{( 1 1

1 −3)}

.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

D{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

E{( 0 1

1 −2)}

.

Teste 7 Considere o espaço vetorial C([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −1.

B 1.

C π.

D −π.

E 2.

y y

Page 30: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/6/31+ yTeste 8 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 3.

B 7.

C 5.

D −3.

E −7.

Teste 9 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 31: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/7/30+ yTeste 10 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D todas as afirmações são falsas.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 11 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 35 .

B 0.

C 12 .

D − 15 .

E 15 .

y y

Page 32: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/8/29+ yTeste 12 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 13 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 2.

B 4.

C 5.

D 3.

E 1.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

C para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

D se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

E para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

y y

Page 33: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/9/28+ yTeste 15 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

Teste 16 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D todas as afirmações são falsas.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 34: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/10/27+ y

y y

Page 35: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/11/26+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

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7

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9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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1

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7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 36: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +3/12/25+ y

y y

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y +4/1/24+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 38: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/2/23+ y

y y

Page 39: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/3/22+ yTeste 1 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 3.

B 2.

C 1.

D 6.

E 4.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

B dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

C n é par.

D T é injetora.

E T é sobrejetora.

Teste 3 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

Page 40: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/4/21+ yTeste 4 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 2.

B 4.

C 1.

D 5.

E 3.

Teste 5 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

B T é injetora.

C dim(Ker(T)

)= 1.

D dim(Ker(T)

)= 2.

E dim(Ker(T)

)= 3.

y y

Page 41: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/5/20+ yTeste 6 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 7 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 42: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/6/19+ yTeste 8 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −1.

B π.

C 2.

D −π.

E 1.

Teste 9 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 43: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/7/18+ yTeste 10 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

B{( 1 1

1 −3)}

.

C{( 0 1

1 −2)}

.

D{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

E{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

Teste 11 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 815 .

B 115 .

C 0.

D 415 .

E − 215 .

y y

Page 44: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/8/17+ yTeste 12 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A −7.

B 7.

C 3.

D 5.

E −3.

Teste 13 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 45: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/9/16+ yTeste 14 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 35 .

B 0.

C 15 .

D 12 .

E − 15 .

Teste 15 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

C se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

E para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

y y

Page 46: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/10/15+ yTeste 16 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E todas as afirmações são verdadeiras.

y y

Page 47: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/11/14+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

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Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 48: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +4/12/13+ y

y y

Page 49: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/1/12+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 50: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/2/11+ y

y y

Page 51: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/3/10+ yTeste 1 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 2 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 7.

B −3.

C 5.

D −7.

E 3.

y y

Page 52: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/4/9+ yTeste 3 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 2.

B T é injetora.

C dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

D dim(Ker(T)

)= 1.

E dim(Ker(T)

)= 3.

Teste 4 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 6.

C 4.

D 2.

E 3.

y y

Page 53: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/5/8+ yTeste 5 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 3.

C 5.

D 2.

E 4.

Teste 6 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 54: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/6/7+ yTeste 7 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A − 15 .

B 15 .

C 35 .

D 12 .

E 0.

Teste 8 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 55: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/7/6+ yTeste 9 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 415 .

B 115 .

C − 215 .

D 815 .

E 0.

Teste 10 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

C para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

D se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

E para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

y y

Page 56: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/8/5+ yTeste 11 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 12 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 57: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/9/4+ yTeste 13 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( 0 1

1 −2)}

.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

C{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

D{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

E{( 1 1

1 −3)}

.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

Page 58: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/10/3+ yTeste 15 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A π.

B −π.

C 2.

D −1.

E 1.

Teste 16 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

B T é injetora.

C Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

D n é par.

E T é sobrejetora.

y y

Page 59: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/11/2+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 60: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +5/12/1+ y

y y

Page 61: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/1/60+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 62: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/2/59+ y

y y

Page 63: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/3/58+ yTeste 1 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

C{( 1 1

1 −3)}

.

D{( 0 1

1 −2)}

.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E todas as afirmações são verdadeiras.

y y

Page 64: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/4/57+ yTeste 3 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 4 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 2.

B 6.

C 4.

D 1.

E 3.

y y

Page 65: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/5/56+ yTeste 5 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são falsas.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E todas as afirmações são verdadeiras.

Teste 6 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 66: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/6/55+ yTeste 7 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

B n é par.

C T é sobrejetora.

D T é injetora.

E Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

Teste 8 Considere o espaço vetorial C([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A 1.

B π.

C −π.

D 2.

E −1.

Teste 9 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alternativacontendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

B para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

C se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

E para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

y y

Page 67: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/7/54+ yTeste 10 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A T é injetora.

B dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

C dim(Ker(T)

)= 1.

D dim(Ker(T)

)= 2.

E dim(Ker(T)

)= 3.

Teste 11 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 68: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/8/53+ yTeste 12 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 415 .

B 0.

C 115 .

D − 215 .

E 815 .

Teste 13 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 2.

B 3.

C 1.

D 4.

E 5.

y y

Page 69: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/9/52+ yTeste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 15 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 0.

B 12 .

C 15 .

D 35 .

E − 15 .

y y

Page 70: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/10/51+ yTeste 16 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 5.

B 3.

C −7.

D 7.

E −3.

y y

Page 71: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/11/50+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

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5

6

7

8

9

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7

8

9

0

1

2

3

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5

6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

2

3

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6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 72: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +6/12/49+ y

y y

Page 73: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/1/48+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 74: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/2/47+ y

y y

Page 75: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/3/46+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alternativacontendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

C se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

E para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

Teste 2 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

B{( 0 1

1 −2)}

.

C{( 1 1

1 −3)}

.

D{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

y y

Page 76: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/4/45+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 12 .

B 0.

C 15 .

D − 15 .

E 35 .

Teste 4 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 77: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/5/44+ yTeste 5 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 1.

B dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

C dim(Ker(T)

)= 2.

D T é injetora.

E dim(Ker(T)

)= 3.

Teste 6 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

B Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

C T é injetora.

D T é sobrejetora.

E n é par.

y y

Page 78: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/6/43+ yTeste 7 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A π.

B 1.

C −1.

D −π.

E 2.

Teste 8 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 3.

B −3.

C 7.

D 5.

E −7.

y y

Page 79: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/7/42+ yTeste 9 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 10 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (II) é verdadeira.

D todas as afirmações são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 80: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/8/41+ yTeste 11 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E todas as afirmações são verdadeiras.

Teste 12 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 3.

C 2.

D 4.

E 6.

y y

Page 81: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/9/40+ yTeste 13 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 5.

B 3.

C 4.

D 1.

E 2.

Teste 14 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 15 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 82: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/10/39+ yTeste 16 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 0.

B − 215 .

C 115 .

D 415 .

E 815 .

y y

Page 83: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/11/38+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

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Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 84: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +7/12/37+ y

y y

Page 85: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/1/36+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 86: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/2/35+ y

y y

Page 87: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/3/34+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

Teste 2 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A −3.

B −7.

C 3.

D 7.

E 5.

y y

Page 88: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/4/33+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 6.

B 1.

C 2.

D 4.

E 3.

Teste 4 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 89: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/5/32+ yTeste 5 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C todas as afirmações são verdadeiras.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 6 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A − 215 .

B 815 .

C 0.

D 415 .

E 115 .

y y

Page 90: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/6/31+ yTeste 7 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( 0 1

1 −2)}

.

B{( 1 1

1 −3)}

.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

D{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

Teste 8 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 4.

B 3.

C 2.

D 1.

E 5.

y y

Page 91: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/7/30+ yTeste 9 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são falsas.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D todas as afirmações são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

Page 92: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/8/29+ yTeste 10 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −π.

B π.

C −1.

D 2.

E 1.

Teste 11 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A T é injetora.

B dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

C dim(Ker(T)

)= 3.

D dim(Ker(T)

)= 1.

E dim(Ker(T)

)= 2.

y y

Page 93: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/9/28+ yTeste 12 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A n é par.

B Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

C T é sobrejetora.

D dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

E T é injetora.

Teste 13 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E todas as afirmações são falsas.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

B para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

C para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

D para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

E se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

y y

Page 94: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/10/27+ yTeste 15 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 16 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A − 15 .

B 15 .

C 12 .

D 0.

E 35 .

y y

Page 95: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/11/26+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

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1

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6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

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1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 96: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +8/12/25+ y

y y

Page 97: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/1/24+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 98: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/2/23+ y

y y

Page 99: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/3/22+ yTeste 1 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 4.

B 3.

C 5.

D 1.

E 2.

Teste 2 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

B{( 1 1

1 −3)}

.

C{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

D{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

E{( 0 1

1 −2)}

.

Teste 3 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A T é sobrejetora.

B Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

C T é injetora.

D dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

E n é par.

y y

Page 100: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/4/21+ yTeste 4 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (II) é verdadeira.

Teste 5 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 101: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/5/20+ yTeste 6 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 4.

B 3.

C 2.

D 6.

E 1.

Teste 7 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A −7.

B 5.

C −3.

D 7.

E 3.

y y

Page 102: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/6/19+ yTeste 8 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 9 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 35 .

B 15 .

C 0.

D 12 .

E − 15 .

Teste 10 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

B se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

C para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

E para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

y y

Page 103: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/7/18+ yTeste 11 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −1.

B −π.

C 1.

D π.

E 2.

Teste 12 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 815 .

B 0.

C − 215 .

D 115 .

E 415 .

y y

Page 104: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/8/17+ yTeste 13 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (II) é verdadeira.

y y

Page 105: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/9/16+ yTeste 15 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 2.

B dim(Ker(T)

)= 1.

C T é injetora.

D dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

E dim(Ker(T)

)= 3.

Teste 16 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 106: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/10/15+ y

y y

Page 107: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/11/14+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

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6

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8

9

0

1

2

3

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5

6

7

8

9

0

1

2

3

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5

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7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

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0

1

2

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8

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0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 108: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +9/12/13+ y

y y

Page 109: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/1/12+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 110: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/2/11+ y

y y

Page 111: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/3/10+ yTeste 1 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B todas as afirmações são falsas.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 112: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/4/9+ yTeste 3 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

Teste 4 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 2.

B dim(Ker(T)

)= 1.

C dim(Ker(T)

)= 3.

D T é injetora.

E dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

y y

Page 113: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/5/8+ yTeste 5 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 6 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alternativacontendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

B para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

C para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

D para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

E se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

y y

Page 114: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/6/7+ yTeste 7 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são falsas.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C todas as afirmações são verdadeiras.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( 1 1

1 −3)}

.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

C{( 0 1

1 −2)}

.

D{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

y y

Page 115: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/7/6+ yTeste 9 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A 2.

B 1.

C π.

D −π.

E −1.

Teste 10 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A −3.

B 5.

C 7.

D 3.

E −7.

y y

Page 116: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/8/5+ yTeste 11 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são verdadeiras.

B apenas a afirmação (II) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 12 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 115 .

B 415 .

C 0.

D − 215 .

E 815 .

y y

Page 117: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/9/4+ yTeste 13 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 2.

C 6.

D 4.

E 3.

Teste 14 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 15 .

B − 15 .

C 35 .

D 0.

E 12 .

y y

Page 118: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/10/3+ yTeste 15 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 2.

B 5.

C 3.

D 1.

E 4.

Teste 16 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

B T é injetora.

C Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

D T é sobrejetora.

E n é par.

y y

Page 119: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/11/2+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

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1

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1

2

3

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5

6

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8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

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0

1

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3

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8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 120: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +10/12/1+ y

y y

Page 121: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/1/60+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 122: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/2/59+ y

y y

Page 123: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/3/58+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (II) é verdadeira.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

B n é par.

C T é injetora.

D T é sobrejetora.

E dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

y y

Page 124: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/4/57+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 115 .

B 415 .

C − 215 .

D 0.

E 815 .

Teste 4 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 4.

B 6.

C 1.

D 2.

E 3.

y y

Page 125: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/5/56+ yTeste 5 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 5.

B 4.

C 2.

D 1.

E 3.

Teste 6 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são falsas.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D todas as afirmações são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

y y

Page 126: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/6/55+ yTeste 7 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 1.

B dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

C T é injetora.

D dim(Ker(T)

)= 3.

E dim(Ker(T)

)= 2.

Teste 8 Considere o espaço vetorial C([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −π.

B 1.

C π.

D 2.

E −1.

y y

Page 127: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/7/54+ yTeste 9 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 35 .

B 0.

C 12 .

D − 15 .

E 15 .

Teste 10 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

B{( 0 1

1 −2)}

.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

D{( 1 1

1 −3)}

.

E{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

y y

Page 128: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/8/53+ yTeste 11 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (II) é verdadeira.

Teste 12 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

C para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

D se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

E para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

Teste 13 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D todas as afirmações são falsas.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 129: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/9/52+ yTeste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (III) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

Teste 15 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 7.

B 5.

C −7.

D 3.

E −3.

y y

Page 130: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/10/51+ yTeste 16 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

y y

Page 131: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/11/50+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

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Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 132: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +11/12/49+ y

y y

Page 133: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/1/48+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 134: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/2/47+ y

y y

Page 135: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/3/46+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 2 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (II) é verdadeira.

y y

Page 136: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/4/45+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 5.

B 1.

C 3.

D 2.

E 4.

Teste 4 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C todas as afirmações são falsas.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (III) é verdadeira.

Teste 5 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alternativacontendo uma afirmação FALSA:

A se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

B para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

C para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

E para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

y y

Page 137: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/5/44+ yTeste 6 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A −7.

B 3.

C 7.

D −3.

E 5.

Teste 7 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 415 .

B 115 .

C − 215 .

D 815 .

E 0.

y y

Page 138: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/6/43+ yTeste 8 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 12 .

B 0.

C − 15 .

D 35 .

E 15 .

Teste 9 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (I) é verdadeira.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C todas as afirmações são verdadeiras.

D todas as afirmações são falsas.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 139: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/7/42+ yTeste 10 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 1.

B 3.

C 6.

D 2.

E 4.

Teste 11 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas a afirmação (I) é verdadeira.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E todas as afirmações são verdadeiras.

y y

Page 140: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/8/41+ yTeste 12 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

B dim(Ker(T)

)= 2.

C dim(Ker(T)

)= 3.

D dim(Ker(T)

)= 1.

E T é injetora.

Teste 13 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

B dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

C T é sobrejetora.

D n é par.

E T é injetora.

y y

Page 141: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/9/40+ yTeste 14 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{( 0 1

1 −2)}

.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

D{( 1 1

1 −3)}

.

E{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

Teste 15 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

B apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 142: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/10/39+ yTeste 16 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A π.

B 1.

C −1.

D −π.

E 2.

y y

Page 143: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/11/38+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

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6

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8

9

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8

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1

2

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8

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0

1

2

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7

8

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0

1

2

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8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 144: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +12/12/37+ y

y y

Page 145: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/1/36+ yMAT–3458 — Álgebra Linear para Engenharia II — EP–USP — Primeira Prova — 29/09/2019

IDENTIFICAÇÃO

Nome: NUSP: Turma:

INSTRUÇÕES

1. Não é permitido portar celular (mesmo desligado) durante o exame. Sobre a carteira deixeapenas lápis, borracha, caneta e um documento de identificação com foto. Mochilas, blusase demais pertences devem permancer à frente da sala, juntamente com os celulares (nãocusta repetir) e demais aparelhos eletrônicos, que devem estar desligados.

2. Preencha a tinta, e de maneira legível, todos os campos desta página.

3. Esta prova tem duração máxima de 2 horas. A entrega da prova e saída da sala só é permi-tida após 08h40min.

4. Utilize, se necessário, as páginas seguintes (exceto a última) para rascunho.

5. Preencha, a tinta e completamente, os campos para seu número USP (deixando as primeirascolunas em branco, caso tenha menos de 8 dígitos), número da turma (de matrícula nestadisciplina), bem como o nome e assinatura. Isto deve ser feito antes da assinatura da listade presença. Evite erros nesse momento.

6. Assinale apenas uma alternativa por questão, preenchendo completamente o alvéolo. Emcaso de erro, que devem ser evitados, assinale também a alternativa que julgar correta eindique expressamente qual delas deve ser considerada na própria folha de respostas, aolado da questão correspondente.

7. Não haverá tempo adicional para transcrição das alternativas dos testes para a folha derespostas.

8. Não destaque nenhuma folha de sua prova.

Assinatura:

BOA PROVA!

y y

Page 146: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/2/35+ y

y y

Page 147: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/3/34+ yTeste 1 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno e considere as se-guintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que os vetores x e y serão linearmente dependentes se, esomente se, 〈x, y〉 = ‖x‖‖y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, vale que ‖x + y‖+ ‖x− y‖ = ‖x‖+ ‖y‖ se, e somente se, x = y oux = −y;

(III) para quaisquer x, v, w ∈ V, se v 6= 0 e w 6= 0, então:

proj[v,w] x = projv x + projw x.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D todas as afirmações são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

Teste 2 Sejam V um espaço vetorial de dimensão finita munido de um produto interno 〈·, ·〉 e Sum subespaço de V com S 6= V. Considere as seguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, z〉 = 〈y, z〉 para todo z ∈ S, então x− y ∈ S⊥;

(II) para qualquer base B de V e qualquer x ∈ V, se (x1, x2, . . . , xn) denotarem as coordenadasde x na base B, então:

‖x‖ =√

x21 + x2

2 + · · ·+ x2n ;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se 〈x, y〉 = 0 e y ∈ S⊥, então x ∈ S.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

y y

Page 148: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/4/33+ yTeste 3 Considere o espaço vetorial C

([−π, π]

)formado por todas as funções contínuas de

[−π, π] em Rmunido do produto interno definido por

〈 f , g〉 =∫ π

−πf (x)g(x)dx,

para quaisquer f , g ∈ C([−π, π]

). Sejam f , g1, g2 ∈ C

([−π, π]

)definidas por

f (x) = x, g1(x) = sen x e g2(x) = cos x,

para todo x ∈ [−π, π]. Se a, b ∈ R forem tais que o valor da expressão

‖ f − ag1 − bg2‖

seja mínimo, então a + b será igual a:

A −1.

B 1.

C π.

D −π.

E 2.

Teste 4 Sejam V um espaço vetorial de dimensão 3 e T : V → V uma transformação linear nãonula tal que Im(T) ⊂ Ker(T). Considere as seguintes afirmações:

(I) dim(Im(T)

)= 2;

(II) dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

);

(III) dim(Im(T)

)= 1;

Assinale a alternativa correta:

A todas as afirmações são falsas.

B apenas a afirmação (III) é verdadeira.

C apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

D apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

E apenas a afirmação (I) é verdadeira.

y y

Page 149: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/5/32+ yTeste 5 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e maior do que 3 munido de um produtointerno e considere as seguintes afirmações:

(I) para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de S equalquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto

{x + y : x ∈

A, y ∈ B}

é linearmente independente;

(II) para qualquer subespaço S de V, vale que (S⊥)⊥ ⊂ S;

(III) para qualquer subespaço S de V, vale que V = S + S⊥.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (II) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas a afirmação (III) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

Teste 6 Seja T : M2(R)→ P2(R) a transformação linear tal que:

T((

1 00 0))

= 1− t2, T((

0 10 0))

= t, T((

0 01 0))

= −1 + t2,

e T((

0 00 1))

= 1 + t− t2.

Assinale a alternativa correta:

A dim(Ker(T)

)= 1.

B dim(Ker(T)

)= 3.

C dim(Ker(T)

)= 2.

D T é injetora.

E dim(Im(T)

)< dim

(Ker(T)

).

y y

Page 150: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/6/31+ yTeste 7 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Seja T : M3(R)→ M3(R) a transformação lineardefinida por

T(X) = X + Xt,

para qualquer X ∈ M3(R). Temos que a dimensão de(Im(T)

)⊥ é igual a:

A 6.

B 1.

C 2.

D 3.

E 4.

Teste 8 Considere o espaço vetorial P(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 =∫ 1

0p(t)q(t)dt,

para quaisquer p, q ∈ P(R). Se a, b ∈ R forem tais que a + bt seja o elemento do subespaço [1, t]mais próximo de t4, então a + b será igual a:

A 0.

B − 15 .

C 12 .

D 35 .

E 15 .

y y

Page 151: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/7/30+ yTeste 9 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M2(R), em que tr(X) denota o traço de uma matriz quadrada X, isto é, asoma dos elementos na diagonal principal de X. Se

S =

[(1 02 1

),(

1 20 1

),(

1 4−2 1

)],

então uma base para S⊥ será:

A{(

2 11 0),( −1 0

0 1

)}.

B{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 1

)}.

C{( −2 1

1 0

),( −1 0

0 −1

)}.

D{( 1 1

1 −3)}

.

E{( 0 1

1 −2)}

.

Teste 10 Considere as seguintes afirmações:

(I) a função 〈·, ·〉 definida por

〈 f , g〉 =∫ 1

0f (t)g(t)dt,

para quaisquer f , g ∈ C(R), é um produto interno no espaço vetorial C(R) de todas asfunções contínuas f : R→ R;

(II) a função 〈·, ·〉 definida por

〈p, q〉 = p(−√

2 )q(−√

2 ) + p(0)q(0) + p(√

3 )q(√

3 ),

para quaisquer p, q ∈ P3(R), é um produto interno em P3(R);

(III) a função 〈·, ·〉 definida por

〈(x, y), (x′, y′)〉 = xx′ − xy′ + 2yy′,

para quaisquer (x, y), (x′, y′) ∈ R2, é um produto interno em R2.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B todas as afirmações são verdadeiras.

C apenas a afirmação (I) é verdadeira.

D apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

E todas as afirmações são falsas.

y y

Page 152: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/8/29+ yTeste 11 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno 〈·, ·〉 e considere asseguintes afirmações:

(I) para quaisquer x, y ∈ V, vale que∣∣‖x‖ − ‖y‖∣∣ ≤ ‖x− y‖;

(II) para quaisquer x, y ∈ V, se ‖x + y‖ = ‖x‖+ ‖y‖, então o conjunto {x, y, x + y} será linear-mente dependente;

(III) para quaisquer x, y ∈ V, se |〈x, y〉| = ‖x‖‖y‖, então x = 0 ou y = 0.

Assinale a alternativa correta:

A apenas a afirmação (III) é verdadeira.

B apenas as afirmações (I) e (III) são verdadeiras.

C apenas as afirmações (II) e (III) são verdadeiras.

D apenas a afirmação (I) é verdadeira.

E apenas as afirmações (I) e (II) são verdadeiras.

Teste 12 Considere o espaço vetorial M3(R) munido do produto interno definido por

〈A, B〉 = tr(ABt),

para quaisquer A, B ∈ M3(R), e a transformação linear T : M3(R)→ R definida por

T(X) = tr(X),

para qualquer X ∈ M3(R), em que tr(X) denota o traço da matriz quadrada X, isto é, a soma doselementos na diagonal principal de X. Temos que a dimensão de

(Ker(T)

)⊥ é igual a:

A 4.

B 5.

C 1.

D 2.

E 3.

y y

Page 153: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/9/28+ yTeste 13 Considere o espaço vetorial P2(R) munido do produto interno definido por

〈p, q〉 = p(−1)q(−1) + p(0)q(0) + p(1)q(1),

para quaisquer p, q ∈ P2(R). Seja S o subespaço de P2(R) definido por:

S ={

a + bt + ct2 ∈ P2(R) : a, b, c ∈ R e −a + 2b + c = 0}

.

Se α, β ∈ R forem tais que S⊥ = [4 + αt + βt2], então α + β será igual a:

A 7.

B 5.

C 3.

D −3.

E −7.

Teste 14 Seja V um espaço vetorial não nulo munido de um produto interno. Assinale a alterna-tiva contendo uma afirmação FALSA:

A para qualquer subespaço S de V, qualquer subconjunto linearmente independente A de Se qualquer subconjunto linearmente independente B de S⊥, vale que o conjunto A ∪ B élinearmente independente.

B se a dimensão de V for finita e igual a n, então para qualquer base ortogonal B ={e1, e2, . . . , en} de V e para qualquer x ∈ V valerá que x = proje1

x + proje2x + · · ·+ projen

x.

C para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então S⊥ ⊂W⊥.

D para quaisquer subespaços S e W de V, se S ⊂W, então W⊥ ⊂ S⊥.

E para qualquer subespaço S de V, qualquer x ∈ S e qualquer y ∈ S⊥, se x + y = 0, entãox = y = 0.

y y

Page 154: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/10/27+ yTeste 15 Considere o espaço vetorial R4 munido do seu produto interno usual. Aplicando oprocesso de ortogonalização de Gram–Schmidt aos vetores

v1 = (1,−1, 2,−3), v2 = (1, 1, 3, 2),v3 = (1,−5, 0, 2) e v4 = (1, 1, 1, 1)

obtemos os vetores ortogonais w1, w2, w3, w4 ∈ R4. Se w4 = (a, b, c, 0), então a + b + c será iguala:

A 815 .

B 415 .

C 115 .

D − 215 .

E 0.

Teste 16 Seja V um espaço vetorial de dimensão finita e denote por n a dimensão de V. SejaT : V → V uma transformação linear tal que T ◦ T = T. Pode-se afirmar que:

A T é injetora.

B n é par.

C T é sobrejetora.

D dim(Ker(T)

)= dim

(Im(T)

).

E Im(T) ={

x ∈ V : T(x) = x}

.

y y

Page 155: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/11/26+ y2019 – MAT-3458 – Primeira Prova– Folha de Respostas

Nome: NUSP: Turma:

Preencha seu número USP nos campos abaixo. Casotenha só 7 dígitos, deixa a primeira coluna em branco.

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9

Por favor coloque sua turma nos camposabaixo.

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9

Teste 1: A B C D E

Teste 2: A B C D E

Teste 3: A B C D E

Teste 4: A B C D E

Teste 5: A B C D E

Teste 6: A B C D E

Teste 7: A B C D E

Teste 8: A B C D E

Teste 9: A B C D E

Teste 10: A B C D E

Teste 11: A B C D E

Teste 12: A B C D E

Teste 13: A B C D E

Teste 14: A B C D E

Teste 15: A B C D E

Teste 16: A B C D E

y y

Page 156: y +1/1/60+ · 2019-09-16 · y +1/6/55+ y Teste 8 Considere o espaço vetorial M2(R) munido do produto interno definido por hA, Bi= tr(ABt), para quaisquer A, B 2M2(R), em que tr(X)

y +13/12/25+ y

y y