Pregunta 1 · Matemáticas II PAU Extremadura Extraordinaria 2021

Tema: Matrices, determinantes y ecuaciones matriciales · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

Sea la igualdad matricial M⋅X=NM \cdot X = N, donde M=(k2k2−1k1−111)M = \begin{pmatrix} k & 2k & 2 \\ -1 & k & 1 \\ -1 & 1 & 1 \end{pmatrix} y N=(110111)N = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 0 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix}.

a)

¿Cuántas filas y columnas debe tener la matriz XX? (Justificar la respuesta). [0,5 puntos]

b)

¿Para qué valores de k∈Rk \in \mathbb{R} es la matriz MM invertible? [1 punto]

c)

¿Puede ser M⋅NM \cdot N invertible para algún valor de k∈Rk \in \mathbb{R}? [0,5 puntos]

Enunciado: Pregunta 1 · Matemáticas II PAU Extremadura Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Número de filas de X

Solución: 3

a) Número de columnas de X

Solución: 2

a) Justificación de las dimensiones de X

Solución: El producto de una matriz de tamaño 3×33 \times 3 por otra de tamaño m×nm \times n da una matriz de tamaño 3×n3 \times n. Para que sea posible el producto debe ser m=3m = 3 y para que coincida con NN (tamaño 3×23 \times 2) debe ser n=2n = 2. Por tanto, XX tiene 3 filas y 2 columnas.

b) ¿Para qué valores de k ∈ ℝ es la matriz M invertible?

Solución: k≠0k \neq 0 y k≠1k \neq 1 / R∖{0,1}\mathbb{R} \setminus \{0, 1\}

b) Justificación / desarrollo

Solución: MM es invertible si y solo si det⁡(M)≠0\det(M) \neq 0. Se calcula el determinante y se iguala a cero para hallar los valores excluidos.

c) ¿Puede ser M · N invertible para algún valor de k ∈ ℝ?

Solución: No

c) Justificación

Solución: La matriz producto M⋅NM \cdot N tiene dimensiones 3×23 \times 2. Solo las matrices cuadradas pueden tener matriz inversa, por lo que nunca puede ser invertible.

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