Ano 2021#matematica#fase2#discursiva

Sobre o tema

Sistemas lineares homogêneos dependentes de um parâmetro real são comuns em problemas de álgebra linear e cálculo diferencial. Quando o determinante da matriz dos coeficientes se anula, o sistema pode ser indeterminado, admitindo infinitas soluções. A determinação dos valores do parâmetro que tornam o sistema indeterminado envolve o cálculo do determinante e a resolução de uma equação polinomial. Após encontrar o menor valor de k, a solução geral é expressa em termos de um parâmetro livre. Em seguida, aplica-se técnicas de otimização, como derivação, para encontrar a solução que minimiza uma função objetivo não linear, combinando termos quadráticos, exponenciais e módulos. Esse tipo de problema integra conceitos de álgebra linear e cálculo, sendo relevante para concursos militares como o IME.

Tópicos relacionados

  • Sistemas lineares homogêneos
  • Determinante de matrizes
  • Soluções paramétricas
  • Otimização de funções reais
  • Funções com módulo e exponencial

Enunciado

Considere o sistema a seguir:
3x + 2y - z = ky
(1 - k)x - y + 4z = 0
2x + y - kz = z
Determine o menor valor da constante real k que torna o sistema indeterminado. Para esse valor de k, encontre a solucao x, y, z do sistema acima que minimiza o valor de (x - z)^2 + e^(x+y) - 4|x| - 2y.

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Perguntas frequentes

O que é um sistema linear indeterminado?

Um sistema linear é indeterminado quando possui infinitas soluções. Isso ocorre quando o número de equações é menor que o número de variáveis ou quando as equações são linearmente dependentes, resultando em graus de liberdade.

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