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Questão FC188685

João, Mário e Roberto foram juntos a um supermercado e compraram os mesmos três produtos, mas em diferentes quantidades. João comprou 2kg de batata inglesa, 1kg de chuchu e 1,5kg d

Matrizes

CESGRANRIO · 2010

João, Mário e Roberto foram juntos a um supermercado e compraram os mesmos três produtos, mas em diferentes quantidades. João comprou 2kg de batata inglesa, 1kg de chuchu e 1,5kg de alcatra, pagando um total de R$19,95. Mário comprou 1,5kg de bata inglesa, 500g de chuchu e 1kg de alcatra, pagando um total de R$13,50. Roberto comprou 750g de batata inglesa, 2kg de chuchu e 2kg de alcatra, pagando um total de R$22,93. Quanto custa o quilograma de cada um dos três produtos?

 

Um professor de matemática optou por resolver o problema apresentado utilizando técnicas matriciais. Uma representação matricial correta do sistema associado ao problema é

  1. \(\begin{bmatrix}2 & 1 & {\large{3 \over 2}} \\{\large{3 \over 2}} & {\large{1 \over 2}} & 1 \\ {\large{3 \over 4}} & 2 & 2 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}x \\ y \\z \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 19,95 \\13,50\\22,93 \end{bmatrix}\)
  2. \(\begin{bmatrix}19,95 & 0 & 0 \\0 & 13,50 & 0 \\0 & 0 & 22,93 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}1,5 \\0,5 \\0,75 \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix}\)
  3. \(\begin{bmatrix}1 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 \\0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}x \\ y \\z \end{bmatrix} =\begin{bmatrix}19,95 \\13,50\\22,93 \end{bmatrix}\)
  4. \(\begin{bmatrix}2 & 1 & 1,5 \\1,5 & 500 & 1 \\750 & 2 & 2 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}x \\y \\z \end{bmatrix} = \begin{bmatrix}19,95 \\13,50\\22,93 \end{bmatrix}\)
  5. \(\begin{bmatrix}2 & 1 & 1500 \\1500& 500 & 1 \\750 & 2 & 2 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}x \\y \\z \end{bmatrix}=\begin{bmatrix}19,95 \\13,50\\22,93 \end{bmatrix}\)
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Gabarito

A

Comentário do professor

Na questão apresentada, buscamos encontrar uma representação matricial adequada que descreva as compras de João, Mário e Roberto, em relação aos produtos que adquiriram e seus respectivos preços por quilograma.

Na alternativa correta (A), temos a seguinte matriz:

\(\begin{bmatrix}2 & 1 & {\large{3 \over 2}} \\{\large{3 \over 2}} & {\large{1 \over 2}} & 1 \\ {\large{3 \over 4}} & 2 & 2 \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix}x \\ y \\z \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 19,95 \\ 13,50 \\ 22,93 \end{bmatrix}\)

Dessa forma, vamos entender o que cada parte dessa expressão significa:

1. **Matriz de Coeficientes**:

A matriz à esquerda, \(\begin{bmatrix}2 & 1 & {\large{3 \over 2}} \\{\large{3 \over 2}} & {\large{1 \over 2}} & 1 \\ {\large{3 \over 4}} & 2 & 2 \end{bmatrix}\), representa as quantidades de cada produto que os amigos compraram:

  • Primeira linha: João comprou 2kg de batata inglesa, 1kg de chuchu e 1,5kg de alcatra.
  • Segunda linha: Mário comprou 1,5kg de batata inglesa, 0,5kg de chuchu e 1kg de alcatra.
  • Terceira linha: Roberto comprou 0,75kg (ou 750g) de batata inglesa, 2kg de chuchu e 2kg de alcatra.

2. **Matriz de Incógnitas**:

A matriz coluna \(\begin{bmatrix}x \\ y \\ z \end{bmatrix}\) representa os preços por quilograma (kg) da batata inglesa (\(x\)), do chuchu (\(y\)) e da alcatra (\(z\)).

3. **Matriz de Resultados**:

A matriz à direita \(\begin{bmatrix} 19,95 \\ 13,50 \\ 22,93 \end{bmatrix}\) contém os totais gastos por cada amigo nas suas respectivas compras.

Portanto, a expressão matricial desta alternativa correta possui uma estrutura que reflete corretamente o sistema linear associado ao problema. Isso permite a resolução do sistema por métodos matriciais, facilitando o cálculo dos preços por quilo de cada produto.

Essa forma de apresentação não apenas otimiza a solução, mas também alinha-se aos conceitos matriciais fundamentais aplicados em matemática, oferecendo um ensino prático e eficaz para o aluno.

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