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Matemática

Questões de Matrizes, Determinantes e Sistemas Lineares

20 questões de provas reais da FCC, Cesgranrio sobre Matrizes, Determinantes e Sistemas Lineares, com gabarito e comentário. Responda antes de abrir o gabarito.

166 questões desse assunto no acervo do Yatta. Esta página mostra uma amostra fixa.

Questão 1FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2012

Quaisquer que sejam as matrizes A e B, ambas quadradas e de ordem 3, é correto afirmar que:

  1. A (AB)⁻¹ = A⁻¹ . B⁻¹
  2. B (A + B)² = A² + 2AB + B²
  3. C se A é inversível, então det A⁻¹ = det 1/A
  4. D se B = 3 . A, então det B = 27 . det A
  5. E se A . B = 0 (matriz nula), então A = 0 ou B = 0
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Gabarito: Letra D

Para matrizes quadradas de ordem n, vale a propriedade det(kA) = kⁿ.det A; como as matrizes são de ordem 3, se B=3A então det B = 3³.det A = 27.det A, confirmando a alternativa D. As demais contêm erros clássicos: a inversa do produto é (AB)⁻¹=B⁻¹A⁻¹ (não A⁻¹B⁻¹); o quadrado da soma de matrizes não comutativas é A²+AB+BA+B² (não A²+2AB+B²); e o produto de duas matrizes não nulas pode resultar na matriz nula sem que nenhuma delas seja nula.

Questão 2FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2012

Uma matriz quadrada A se diz simétrica se A = At, em que At é a matriz transposta de A. Com base nessa definição, é correto afirmar que os números inteiros x que tornam a matriz A = [[-1, 2x+8], [x²-5x, 2]] simétrica são:

  1. A cubos perfeitos.
  2. B quadrados perfeitos.
  3. C múltiplos de 2.
  4. D negativos.
  5. E ímpares.
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Gabarito: Letra A

Para que A seja simétrica, os elementos fora da diagonal devem ser iguais: 2x+8 = x²-5x, ou seja, x²-7x-8=0, cujas raízes são x=8 e x=-1. Como 8=2³ e -1=(-1)³, ambos os valores são cubos perfeitos, confirmando a alternativa A.

Questão 3FCCCompanhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp)Analista de Gestão I - Comunicação Social (Publicidade e Propaganda)2012

A receita de um cinema em cada sessão é dada pelo número de espectadores multiplicado pelo preço do ingresso. Os administradores do cinema constataram que, quando o preço do ingresso é R$ 20,00, cada sessão recebe, em média, 210 espectadores. Além disso, uma pesquisa revelou que a cada R$ 1,00 de aumento no preço do ingresso a média do número de espectadores por sessão cai 5 unidades. Nessas condições, o preço do ingresso, em reais, que deve ser praticado pelo cinema para que sua receita em um mês seja a maior possível é

  1. A 30,00
  2. B 28,00
  3. C 32,00
  4. D 29,00
  5. E 31,00
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Gabarito: Letra E

Sendo d o aumento no preço, a receita é R(d)=(20+d)(210−5d)=4200+110d−5d², uma parábola com concavidade para baixo cujo máximo ocorre no vértice, em d=−110/(2×(−5))=11. O preço ótimo é, portanto, 20+11=R$31,00, conforme a alternativa E.

Questão 4FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2012

Suponha que, na matriz A = (aij)2x3, na linha i são apresentadas as respectivas médias diárias das quantidades de ferro, areia e madeira, em toneladas, usadas na construção de duas estações, Ei, de uma linha do Metrô: A = [[2, 1, 0,5], [3, 0,5, 2]] (linha 1 = estação E1, linha 2 = estação E2; colunas = ferro, areia, madeira). Assim sendo, no dia em que em E1 forem usadas 8 toneladas desses três tipos de materiais e, em E2, 6 toneladas dos mesmos três tipos, os totais de toneladas de ferro, areia e madeira usados nas duas estações serão, respectivamente,

  1. A 36, 9 e 12.
  2. B 34, 11 e 16.
  3. C 34, 12 e 14.
  4. D 32, 11 e 12.
  5. E 32, 16 e 14.
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Gabarito: Letra B

Multiplicando o vetor de multiplicadores das estações [8, 6] pela matriz A, obtém-se: ferro = 8×2+6×3=34; areia = 8×1+6×0,5=11; madeira = 8×0,5+6×2=16. Assim, os totais são 34, 11 e 16 toneladas, conforme a alternativa B.

Questão 5FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2014

O produto das matrizes quadradas M = [[1,2],[2,4]] e N=(nij), nessa ordem, resulta na matriz quadrada nula de ordem 2. Se n11 = α ≠ 0 ≠ n12 = β, então, necessariamente N=(nij) possui

  1. A apenas dois elementos nulos.
  2. B apenas um elemento nulo.
  3. C zero elementos nulos.
  4. D pelo menos um elemento nulo.
  5. E α=β.
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Gabarito: Letra C

Como M é singular (det M=0) e M.N=0, cada coluna de N deve pertencer ao núcleo de M, gerado por (-2,1): assim n21=-α/2 e n22=-β/2. Como α≠0 e β≠0, tem-se n21≠0 e n22≠0, ou seja, N não possui elemento nulo algum (todos os quatro elementos são não nulos), confirmando a alternativa C.

Questão 6FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2014

A soma de todos os elementos da inversa da matriz [[1,3],[2,5]] é igual a

  1. A −2.
  2. B −3.
  3. C 1.
  4. D −1.
  5. E 4.
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Gabarito: Letra D

O determinante da matriz é 1×5−3×2=−1, e sua inversa é [[−5,3],[2,−1]] (obtida trocando os elementos da diagonal principal, invertendo o sinal da secundária e dividindo pelo determinante). A soma de todos os elementos é −5+3+2−1=−1, conforme a alternativa D.

Questão 7FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2014

Seja M uma matriz quadrada não nula de ordem n tal que M² seja igual à matriz nula. Se In é a matriz identidade de ordem n, e P é uma matriz quadrada de ordem n, é correto afirmar que NÃO existe P tal que:

  1. A M + P = In
  2. B M + In = P
  3. C P + In⁻¹ = M
  4. D PM = In
  5. E InP = M
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Gabarito: Letra D

Como M é não nula e M²=0, M é necessariamente uma matriz singular (nilpotente), pois se fosse invertível, de M²=0 concluiríamos M=0, contrariando a hipótese. Logo, M não admite inversa e não existe P tal que PM=In (o que exigiria que M tivesse inversa à esquerda), confirmando a alternativa D. Já as demais equações (A, B, C, E) são identidades lineares simples do tipo P=X, sempre solucionáveis para qualquer M dada.

Questão 8FCCCompanhia do Metropolitano de São Paulo - METRÔAnalista Desenvolvimento Gestão Júnior - Matemática ou Estatística2014

Sejam M e N matrizes tais que M = [1,−1]ᵀ (matriz coluna 2×1) e N = [[1,−1,−3],[0,10,0]] (matriz 2×3), e P uma terceira matriz dada, e da qual nada sabemos. A respeito da igualdade M=NP é correto afirmar que

  1. A necessariamente não existe, independentemente da ordem da matriz P.
  2. B é equivalente à igualdade M = PN, independentemente da ordem da matriz P.
  3. C é equivalente à igualdade N = PM, independentemente da ordem da matriz P.
  4. D pode ser verdadeira e, nesse caso, também seria verdadeira para outras matrizes da ordem de P e diferentes dela.
  5. E pode ser verdadeira e, nesse caso, nunca seria verdadeira se trocássemos P por outra matriz.
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Gabarito: Letra D

Como N é 2×3 com posto 2 (linhas linearmente independentes), o sistema NP=M (P sendo 3×1) é compatível para qualquer M, mas indeterminado, pois há 3 incógnitas e apenas 2 equações independentes, restando um grau de liberdade. Logo, existe P que satisfaz a igualdade, e existem infinitas outras matrizes P (de mesma ordem 3×1) que também a satisfazem, conforme a alternativa D.

Questão 9Cesgranrio

O método de otimização empregado exclusivamente para a solução de problemas, no qual as funções objetivo e de restrição são lineares, é denominado

  1. A gradiente reduzido.
  2. B programação linear derivativo.
  3. C programação quadrática sequencial.
  4. D das direções viáveis.
  5. E simplex.
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Gabarito: Letra D

Questão 10Cesgranrio

Um sistema produtivo, cujas variáveis de produção são denominadas x1 e x2, é submetido às restrições apresentadas a seguir. Restrição 1: 7/8 x1 + x2 > 7 Restrição 2: 2x1 + x2 > 10 A região delimitada por estas restrições está apresentada em

  1. A (A)
  2. B (B)
  3. C (C)
  4. D (D)
  5. E (E)
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Gabarito: Letra B

Questão 11Cesgranrio

Após estudos da linha de produção de uma fábrica, chegou-se à conclusão de que o lucro, denominado Z, é dado pela seguinte expressão: Z(x1,x2) = 2x1 + 3x2. Sabe-se que as variáveis x1 e x2 estão sujeitas às restrições apresentadas a seguir: Restrição 1: x1 + x2 > 5 Restrição 2: 3x1 + 4x2 > 10 Restrição 3: x1, x2 > 0 Uma vez montado o 1o Quadro para a resolução deste problema, empregando o método SIMPLEX para a maximização do lucro e identificando como variáveis de folga as variáveis x3 e x4, o 2o Quadro, obtido após a 1a iteração, é

  1. A x1, x2, x3, x4 em arranjo de tabela com valores 1/4, 3/4, 1/4, 1, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 3, -1/4, 1/4, 3/4, 4, 5/2, 5/2, Z(x1,x2) +30/4
  2. B x1, x2, x3, x4 em arranjo de tabela com valores 3, -2, 1, 1, 4, -3, 2, 1, 0, 0, 3, 0, 1, 0, 4, 5, 10, Z(x1,x2)
  3. C x1, x2, x3, x4 em arranjo de tabela com valores 1/3, 3, 1/3, 1, 0, 1/3, 0, 2, 4/3, 0, 0, 3, -1/3, 1/3, 1, 4, 10, 20, Z(x1,x2) +10/4
  4. D x1, x2, x3, x4 em arranjo de tabela com valores 1/3, 3, 1/3, 1, 0, 1/3, 0, 2, 4/3, 0, 0, 3, -1/3, 1/3, 1, 4, 10, 20, Z(x1,x2) +10/4 (duplicada)
  5. E x1, x2, x3, x4 em arranjo de tabela com valores 3, -2, 1, 1, 4, -3, 2, 1, 0, 0, 3, 0, 1, 0, 4, 10, 5, Z(x1,x2)
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Gabarito: Letra A

Questão 12Cesgranrio

Considere as informações a seguir para responder às questões de nos 55 e 56. Um feirante possui uma Kombi para transportar caixas de frutas. Em uma viagem, ele consegue transportar no veículo 200 caixas de laranjas - caso transporte apenas laranjas - ou 300 caixas de tangerinas - caso transporte apenas tangerinas. O lucro por caixa de frutas é o seguinte: 20 unidades monetárias pelas laranjas, 30 unidades monetárias pelas tangerinas e 35 unidades monetárias pelas maçãs. De acordo com sua estimativa de vendas, o feirante decide transportar pelo menos 100 unidades de maçãs. Considere a variável X1 como a quantidade vendida de caixas de maçãs, X2 a de caixas de laranjas e X3 a de caixas de tangerinas.

A(s) inequação(ões) que representa(m) a(s) restrição(ões) de capacidade máxima de volume de transporte da Kombi é(são):

  1. A X2 + X3 ≤ 5
  2. B 3X2 + 2X3 ≤ 6
  3. C X1 ≥ 100, X2 ≤ 200, X3 ≤ 300
  4. D X2 ≤ 200, X3 ≤ 300
  5. E X1 ≤ 200, X2 ≤ 300
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Gabarito: Letra B

Questão 13Cesgranrio

Seja V um espaço vetorial de dimensão finita sobre o qual existe uma transformação linear T: V→V tal que Im(T) = Ker(T), onde Im(T) e Ker(T) representam os subespaços vetoriais de V, definidos por Im(T) = {v ∈ V / ∃ u ∈ V, T(u) = v} e Ker(T) = {v ∈ V / T(v) = 0}. Se a dimensão de V é igual a n, então a dimensão do subespaço Ker(T) é

  1. A 0
  2. B 1
  3. C n
  4. D n − 1
  5. E n/2
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Gabarito: Letra B

Questão 14Cesgranrio

Considere o problema de Programação Linear a seguir. Maximize: Z = x1 + 2x2 Sujeito a 3x1 + 4x2 ≤ 40 2x1 + x2 ≤ 18 5x1 + 7x2 ≤ 72 x1 ≥ 0, x2 ≥ 0 O valor ótimo da função objetivo é

  1. A 8
  2. B 10
  3. C 18
  4. D 20
  5. E 40
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Gabarito: Letra B

Questão 15Cesgranrio

Considere o seguinte problema de Programação Linear: Maximize: Z = 2x1 + 3x2 - 4x3 Sujeito a x1 + x2 + 3x3 ≤ 15 x1 + 2x2 - x3 ≤ 20 x1 ≥ 0, x2 ≥ 0, x3 ≥ 0 Foi acrescentada uma variável x4 ao problema, que passou a ser modelado da seguinte forma: Maximize: Z = 2x1 + 3x2 - 4x3 + k. x4 Sujeito a x1 + x2 + 3x3 - x4 ≤ 15 x1 + 2x2 - x3 + 2x4 ≤ 20 x1 ≥ 0, x2 ≥ 0, x3 ≥ 0 O valor máximo que o parâmetro k pode assumir sem alterar o valor ótimo da função objetivo encontrado para o problema original é

  1. A 0
  2. B 1
  3. C 2
  4. D 3
  5. E 5
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Gabarito: Letra D

Questão 16Cesgranrio

Considere o problema de Programação Linear a seguir. Maximize: Z = 2x1 + 1,5x2 Sujeito a x1 + 3x2 ≤ 8 x1 + Kx2 ≤ 6 x1 ≥ 0, x2 ≥ 0 Para que esse problema tenha múltiplas soluções ótimas, o valor do parâmetro K deve ser igual a

  1. A − 0,50
  2. B 0
  3. C 0,50
  4. D 0,75
  5. E 1,5
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Gabarito: Letra D

Questão 17Cesgranrio

Determinada fábrica de móveis produz mesas, escrivaninhas e cadeiras de madeira. Esses três produtos passam pelo setor de carpintaria. Se o setor de carpintaria se dedicasse apenas à fabricação de mesas, 1000 unidades seriam produzidas por dia; se o setor se dedicasse apenas à fabricação de escrivaninhas, 500 unidades seriam produzidas por dia; se o setor de carpintaria se dedicasse à fabricação de apenas cadeiras, seriam produzidas 1500 cadeiras por dia. Cada cadeira contribui em R$ 100,00 para o lucro da empresa, cada escrivaninha contribui em R$ 400,00 e cada mesa contribui em R$ 500,00 para o lucro da fábrica de móveis. Considere as seguintes variáveis inteiras como variáveis de decisão: X1 = quantidade de mesas produzidas X2 = quantidade de cadeiras produzidas X3 = quantidade de escrivaninhas produzidas A(s) inequação(ões) que representa(m) a restrição de capacidade do setor de carpintaria é(são):

  1. A X1 ≤ 1000 X2 ≤ 1500 X3 ≤ 500
  2. B 500 X1 ≤ 1000 100 X2 ≤ 1500 400 X3 ≤ 500
  3. C X1 + X2 + X3 ≤ 3000
  4. D 3X1 + 6X2 + 2X3 ≤ 3000
  5. E 3X1 + 2X2 + 6X3 ≤ 3000
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Gabarito: Letra C

Questão 18Cesgranrio

Considere o seguinte problema de Programação Linear: Maximize: Z = x1 + 2x2 Sujeito a x1 + 2x2 ≤ 8 -x1 + x2 ≤ 16 x1 ≥ 0 x2 ≥ 0 O dual desse problema é

  1. A Max Z = 8y1 + 16y2 Sujeito a y1 - y2 ≥ 1 2y1 + y2 ≥ 2 y1 ≥ 0 , y2 ≥ 0
  2. B Max Z = y1 + 2y2 Sujeito a y1 - y2 ≥ 8 2y1 + y2 ≥ 16 y1 ≥ 0 , y2 ≥ 0
  3. C Min Z = 8y1 + 16y2 Sujeito a y1 - y2 ≥ 1 2y1 + y2 ≥ 2 y1 ≥ 0 , y2 ≥ 0
  4. D Min Z = y1 + 2y2 Sujeito a y1 - y2 ≥ 8 2y1 + y2 ≥ 16 y1 ≥ 0 , y2 ≥ 0
  5. E Min Z = y1 + 2y2 Sujeito a y1 - y2 ≤ 8 2y1 + y2 ≤ 16 y1 ≥ 0 , y2 ≥ 0
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Gabarito: Letra C

Questão 19Cesgranrio

Seja a matriz quadrada A = [[0, 1, 0], [0, 0, 1], [-15, -23, -9]] Os autovalores dessa matriz são as raízes do seu polinômio característico, obtidos da relação det(λI-A)=0. Considerando-se que um de seus autovalores vale -1, a soma de todos os seus autovalores é igual a

  1. A -9
  2. B -12
  3. C -15
  4. D 9
  5. E 47
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Gabarito: Letra A

Questão 20Cesgranrio

Considere a matriz X = [[0, 2, 0, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 5, 2, 5], [0, 1, 2, λ]] Sendo o determinante da matriz X igual a -30, qual é o valor do parâmetro λ?

  1. A 3
  2. B 1
  3. C 0
  4. D -1
  5. E -3
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Gabarito: Letra E

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