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sexta-feira, 24 de setembro de 2021
quarta-feira, 22 de setembro de 2021
Cosseno da soma de arcos.
$\cos (a + b) = (\cos a)(\cos b) - (\sin a)(\sin b)$
No primeiro quadrante, tomemos $a = m(D\hat{A}B)$ e $b = m(B\hat{A}C)$.
$m(\overline{AH}) = \dfrac{\cos (a + b)}{\cos a}$
$m(\overline{HG}) = (\cos b) - m(\overline{AH}) = (\cos b) - \dfrac{\cos (a + b)}{\cos a}$
$(\sin a)(\sin b) = (\cos a)(\cos b) - \cos (a + b)$
Se, como um caso particular, $a$ está no segundo quadrante, podemos fazer a redução ao primeiro quadrante:
$\cos (a + b) = \cos (\pi - a´ + b) = [(\cos (\pi - a´)](\cos b) - [(\sin (\pi - a´)](\sin b) =$
$= - (\cos a´)(\cos b) - (\sin a´)(\sin b) = (\cos a)(\cos b) - (\sin a)(\sin b)$.
Analogamente, para $a$ ou $b$ em quaisquer dos quadrantes, verificando também quando $a$ ou $b$ pertencem aos eixos, teremos que a fórmula é válida para todos os valores.
Quod Erat Demonstrandum.
Sejam $u$ e $v$ vetores do $\mathbb{C}^n$ e $z$ um complexo, $\langle u, zv\rangle = \overline{z}\langle u, v\rangle$.
$\langle u, zv\rangle = \overline{\langle zv, u\rangle} = \overline{z\langle v, u\rangle} = \overline{z}\overline{\langle v, u\rangle} = \overline{z}\langle u, v\rangle$
Quod Erat Demonstrandum.
terça-feira, 21 de setembro de 2021
Em um circuito elétrico, em uma associação em paralelo, a resistência equivalente é menor que qualquer uma da associação.
Consideremos apenas um resistor ou uma resistência equivalente $R_o$:
$\dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{1}{R_o}$.
Adicionemos outro resistor:
$\dfrac{1}{R_{eq}´} = \dfrac{1}{R_o} + \dfrac{1}{R_o´}$.
$\dfrac{1}{R_o} < \dfrac{1}{R_o} + \dfrac{1}{R_o´}\ \Rightarrow\ \dfrac{1}{R_{eq}} < \dfrac{1}{R_{eq}´}\ \Rightarrow\ R_{eq} > R_{eq}´\ \Rightarrow\ R_o > R_{eq}´$ (I)
Alternando a ordem de acréscimo na associação:
$R_o´ > R_{eq}´$ (II)
(I) e (II) são suficientes para a conclusão.
Quod Erat Demonstrandum.
Mostre que a projeção $F: \mathbb{R}^n \rightarrow \mathbb{R}^{n-1}$ dada por $F(x_1, ..., x_n) \mapsto (x_1, ..., x_{n-1})$, $n > 1$ é uma aplicação linear.
Sejam $u = (u_1, ..., u_n)$, $v = (v_1, ..., v_n)$ e um escalar $k$,
$\bullet\ F(u + v) = F(u_1 + v_1, ..., u_n + v_n) = (u_1 + v_1, ..., u_{n-1} + v_{n-1}) =$
$= (u_1, ..., u_{n-1}) + (v_1, ..., v_{n-1}) = F(u) + F(v)$;
$\bullet\ F(ku) = (ku_1, ..., ku_{n-1}) = k(u_1, ..., u_{n-1}) = kF(u)$.
Quod Erat Demonstrandum.
Sejam $u$ e $v$ vetores do $\mathbb{C}^n$, $\langle u, v\rangle = \overline{\langle v, u\rangle}$.
Seja $u = (a_j + b_j i)_{j=1}^n$ e $v = (a_j´ + b_j´ i)_{j=1}^n$,
$\langle u, v\rangle = \displaystyle\sum_{j=1}^n [(a_j a_j´ - b_j b_j´) - (a_j b_j´ - b_j a_j´)i] =$
$= \displaystyle\sum_{j=1}^n [(a_j´ a_j - b_j´ b_j) + (a_j´ b_j - b_j´ a_j)i] = \overline{\langle v, u\rangle}$.
Quod Erat Demonstrandum.
segunda-feira, 20 de setembro de 2021
sexta-feira, 17 de setembro de 2021
Seja $F: V \rightarrow W$ uma transformação linear de um espaço vetorial $V$ em outro $W$, se $w_1, ..., w_n$ são vetores linearmente independentes de $W$ tais que $F(v_i) = w_i,\ i = 1, ..., n$, $v_i,\ i = 1, ..., n$ elementos de $V$, mostrar que $v_1, ..., v_n$ são linearmente independentes.
Sejam $x_1, ..., x_n$ escalares, $x_1w_1 + ... + x_nw_n = O\ \Leftrightarrow\ x_i = 0,\ i = 1, ..., n$.
$x_1F(v_1) + ... + x_nF(v_n) = O\ \Leftrightarrow\ x_i = 0,\ i = 1, ..., n$.
$F(x_1v_1) + ... + F(x_nv_n) = O\ \Leftrightarrow\ x_i = 0,\ i = 1, ..., n$.
$F(x_1v_1 + ... + x_nv_n) = O\ \Leftrightarrow\ x_i = 0,\ i = 1, ..., n$.
$x_1v_1 + ... + x_nv_n = O\ \Leftrightarrow\ x_i = 0,\ i = 1, ..., n$.
Quod Erat Demonstrandum.
quinta-feira, 16 de setembro de 2021
Desigualdade de Minkowski ou Desigualdade Triangular.
Sejam $u$ e $v$ vetores do $\mathbb{R}^n$, $||u + v|| \le ||u|| + ||v||$.
Como $||u + v||$ e $(||u|| + ||v||)$ são não negativos, basta mostrar que $||u + v||^2 \le (||u|| + ||v||)^2$.
$||u + v||^2 = \langle u, u\rangle + \langle v, v\rangle + 2\langle u, v\rangle$
$(||u|| + ||v||)^2 = \langle u, u\rangle + \langle v, v\rangle + 2||u||||v||$
Pela Desigualdade de Cauchy-Schwarz, $\langle u, v\rangle \le ||u||||v||$.
Quod Erat Demonstrandum.
terça-feira, 14 de setembro de 2021
Fórmula de Bhaskara.
Seja a equação $ax^2 + bx + c = 0$, com $a \neq 0$.
$x^2 + \dfrac{bx}{a} + \dfrac{c}{a} = 0\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ x^2 + \dfrac{bx}{a} + \dfrac{b^2}{4a^2} - \dfrac{b^2}{4a^2} + \dfrac{c}{a} = 0\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ \left(x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 - \dfrac{b^2}{4a^2} + \dfrac{c}{a} = 0\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ \left(x + \dfrac{b}{2a}\right)^2 = \dfrac{b^2}{4a^2} - \dfrac{c}{a} = \dfrac{b^2 - 4ac}{4a^2}\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ x + \dfrac{b}{2a} = \pm \dfrac{\sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ x = \pm \dfrac{\sqrt{b^2 - 4a^2c}}{2a} - \dfrac{b}{2a}$
$\fbox{$x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$}$
Sejam $A$, $B$ e $C$ pontos distintos do $\mathbb{R}^n$, se $B - A$ e $C - A$ são linearmente independentes, mostrar que $A$, $B$ e $C$ não são colineares.
Sejam $A$, $B$ e $C$ pontos distintos do $\mathbb{R}^n$, se $B - A$ e $C - A$ são linearmente independentes, mostrar que $A$, $B$ e $C$ não são colineares.
$a(B - A) + b(C - A) = O\ \Leftrightarrow\ a = b = 0$, $a$ e $b$ escalares.
Transladando o sistema de modo a $A$ coincidir com $O$:
$aB + bC = A\ \Leftrightarrow\ a = b = 0$
Logo tomando um escalar $k$ de modo que $a = \dfrac{1}{k}$ com $k \neq 0$ e $k \neq 1$, e $b = 0$:
$\dfrac{B}{k} \neq A\ \Rightarrow B \neq kA$ (I)
Procedendo de modo análogo para com $C$, com $k´ \neq 0$ e $k´ \neq 1$:
$\dfrac{C}{k´} \neq A\ \Rightarrow C \neq k´ A$ (II)
Tomando agora $a = 1$ e $b = \dfrac{-1}{k"}$, com $k" \neq 0$:
$C \neq k" (B - A)$ (III)
Por (I), (II) e (III), $A$, $B$ e $C$ não são colineares.
Quod Erat Demonstrandum.
Exercício. Conjunto convexo.
Seja uma aplicação linear $L: \mathbb{R}^n \rightarrow \mathbb{R}$. Seja $S$ o conjunto de todos os elementos $s$ de $\mathbb{R}^n$ tais que $L(s) \ge 0$. Mostrar que $S$ é convexo.
Basta mostrar que $L (tA + (1 - t)B) \ge 0$, com $A$ e $B$ pertencentes a $S$, e $t$ real com $0 \le t \le 1$.
$L(A) \ge 0\ \wedge\ L(B) \ge 0\ \Rightarrow\ tL(A) \ge 0\ \wedge\ (1-t)L(B) \ge 0\ \Rightarrow$
$\Rightarrow\ tL(A) + (1 - t)L(B) \ge 0\ \Rightarrow\ L(tA + (1 - t)B) \ge 0$.
Quod Erat Demonstrandum.
segunda-feira, 13 de setembro de 2021
Imagem de um quadrado por uma aplicação linear.
Seja $F: \mathbb{R}^2 \rightarrow \mathbb{R}^2$ uma transformação linear. Seja $F(E_1) = (1, 1)$ e $F(E_2) = (-1, 2)$. Mostrar que a imagem, por $F$, do quadrado de vértices $(0, 0)$, $(1, 0)$, $(1, 1)$ e $(0, 1)$ é um paralelogramo.
$F(0, 0) = (0, 0)$ (I)
$F(1, 0) = (1, 1)$ (II)
$F(1, 1) = F(E_1 + E_2) = F(E_1) + F(E_2) = (1, 1) + (-1, 2) = (0, 3)$ (III)
$F(0, 1) = (-1, 2)$ (IV)
Por (I) e (II): $\dfrac{1 - 0}{1 - 0} = 1$.
Por (III) e (IV): $\dfrac{2 - 3}{-1 - 0} = 1$.
Por (I) e (IV): $\dfrac{2 - 0}{-1 - 0} = -2$.
Por (II) e (III): $\dfrac{3 - 1}{0 - 1} = -2$.
Quod Erat Demonstrandum.
Seja $V$ um espaço vetorial sobre $K$, e $F: V \rightarrow W$ uma aplicação linear. Seja $U$ o subconjunto de $V$ dos elementos $u$ tais que $F(u) = O$. Mostrar que $U$ é espaço vetorial.
Seja $V$ um espaço vetorial sobre $K$, e $F: V \rightarrow W$ uma aplicação linear. Seja $U$ o subconjunto de $V$ dos elementos $u$ tais que $F(u) = O$. Mostrar que $U$ é espaço vetorial.
Basta mostrar que $U$ é subespaço de $V$. Para tanto basta mostrar que:
$\bullet$ $O$ pertence a $U$. De fato, se $F$ é linear, $F(O) = O$.
$\bullet$ Seja $k$ um escalar e $u$ um elemento de $U$, $F(ku) = kF(u) = kO = O$.
$\bullet$ Sejam $u$ e $u´$ elementos de $U$, $F(u + u´) = F(u) + F(u´) = O$.
Quod Erat Demonstrandum.
Seja um espaço vetorial $V$ sobre $\mathbb{R}$, e sejam $f: V \rightarrow \mathbb{R}$ e $g: V \rightarrow \mathbb{R}$ duas aplicações lineares. Mostre que $F: V \rightarrow \mathbb{R}^2$ definida por $F(v) \mapsto (f(v), g(v))$ é linear.
Seja um espaço vetorial $V$ sobre $\mathbb{R}$, e sejam $f: V \rightarrow \mathbb{R}$ e $g: V \rightarrow \mathbb{R}$ duas aplicações lineares. Mostre que $F: V \rightarrow \mathbb{R}^2$ definida por $F(v) \mapsto (f(v), g(v))$ é linear.
Seja um escalar $k$. $F(kv) = F(f(kv), g(kv)) = (kf(v), kg(v)) = k(f(v), g(v)) = kF(v)$.
Sejam $v$ e $v´$ elementos de $V$.
$ F(v + v´) = (f(v + v´), g(v + v´)) = (f(v) + f(v´), g(v) + g(v´)) =$
$= (f(v), g(v)) + (f(v´), g(v´)) = F(v) + F(v´)$.
Quod Erat Demonstrandum.
Aplicação linear. $T(O)$.
Seja uma aplicação linear $T: V \rightarrow W$ de um espaço vetorial num outro. Mostrar que $T(O) = O$.
Resolução:
Seja um elemento $v$ de $V$:
$T(O) = T(v - v) = T(v) - T(v) = O$.
Quod Erat Demonstrandum.
Exercício: composição de aplicações.
Sejam $F: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}^2$ definida por $F(t) \mapsto (t, t^2)$, e $G: \mathbb{R}^2 \rightarrow \mathbb{R}$ dada por$G(x, y) \mapsto xy$ duas aplicações. Encontre $(G \circ F)(z)$.
Resolução:
$(G \circ F)(z) = G(z, z^2) = z \cdot z^2 = z^3$.
Aplicação. Imagem de uma circunferência.
Seja a aplicação $F: \mathbb{R}^2 \rightarrow \mathbb{R}^2$ dada por $F(x, y) \mapsto (2x, 3y)$. Encontre a imagem, por $F$, da circunferência $\lambda,\ x^2 + y^2 = 1$.
Sejam $u = 2x$ e $v = 3y$, $x = \dfrac{u}{2}$ e $y = \dfrac{v}{3}$.
$\left(\dfrac{u}{2}\right)^2 + \left(\dfrac{v}{3}\right)^2 = 1\ \Rightarrow\ \dfrac{u^2}{4} + \dfrac{v^2}{9} = 1$
Logo a imagem, por $F$, da circunferência $\lambda$ é a elipse $\xi,\ \dfrac{x^2}{4} + \dfrac{y^2}{9} = 1$.
Desigualdade de Schwarz. Demonstração alternativa.
sábado, 11 de setembro de 2021
sexta-feira, 10 de setembro de 2021
domingo, 18 de julho de 2021
Calculadora: possíveis raízes de uma função.
Exemplo:
Input: "x - 1 | 0; 5 | 5".
Output: dentre outros possíveis valores aproximados, "1".
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Possíveis raízes:
sexta-feira, 16 de julho de 2021
quinta-feira, 15 de julho de 2021
Calculadora: função periódica mais próxima.
Exemplos:
Input: "2, 2, 2, 2; 2 : 3, 0 : 1; 1".
Output: "(-1)*cos((2)*(x)+(0)) + (2)".
Input: "1, 1, 1, 1, 2, 1, 1; -1 : 0, 1 : 1; 1".
Output: "(1)*cos((1)*(x)+(-1)) + (-1) + (2)*cos((-1)*(x)+(0))".
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Função periódica mais próxima:
quarta-feira, 14 de julho de 2021
Calculadora: função mais próxima.
Exemplos:
Input: "x; ln(x); sen(x) | 1 : 1; 2 : 2". Output: "x".
Input: "x; ln(x); sen(x) | 1 : 0; euler : 1". Output: "ln(x)".
Input: "x; ln(x); sen(x) | pi : 0; pi/2 : 1". Output: "sen(x)".
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Função mais próxima: