Unicamp 2023 · questão 69

Questão 69 Unicamp 2023: Matrizes, determinantes e sistemas

Matemática › Matrizes, determinantes e sistemasVestibulares

Para qual valor de \(a\) o sistema de equações lineares

\[\begin{cases} ax - y = |a| \\ (4 - 5a^2)x + ay = 1 \end{cases}\]

admite infinitas soluções?

  1. A
    1.
  2. B
    2
  3. C
    \(-1\)
  4. D
    \(-2\)
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Gabarito: Alternativa C: \(-1\).

Resolução comentada

Ideia-chave: sistema 2×2 com infinitas soluções exige determinante nulo e equações proporcionais (sem contradição).

  1. Determinante da matriz dos coeficientes: \[D = \begin{vmatrix} a & -1 \\ 4-5a^2 & a \end{vmatrix} = a^2 + (4 - 5a^2) = 4 - 4a^2.\]
  2. \(D = 0 \Rightarrow a^2 = 1 \Rightarrow a = 1\) ou \(a = -1\). Agora testamos cada valor, pois \(D=0\) pode dar sistema impossível.
  3. Para \(a = 1\): \(x - y = 1\) e \(-x + y = 1\), isto é, \(x - y = -1\). Contradição: sistema impossível.
  4. Para \(a = -1\): \(|a| = 1\) e \(4 - 5 = -1\), logo \[\begin{cases} -x - y = 1 \\ -x - y = 1 \end{cases}\] as duas equações são idênticas: infinitas soluções.

Resposta: alternativa C.

Por que não as outras: \(a = 1\) também zera o determinante, mas leva a equações incompatíveis (por causa do \(|a|\)); \(a = \pm 2\) dão \(D \neq 0\), sistema com solução única.

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