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Solved Examples on Matrices
JEE Mains
Q1. If ?? = [
?? ?? ?? ?? ] and ?? ?? = [
?? ?? ?? ?? ] then
(a) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ????
(b) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ????
(c) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ?? - ?? ??
(d) ?? = ?? ???? , ?? = ?? ?? + ?? ??
Ans: (b) ?? 2
= [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? ?? ?? ?? ] [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? 2
+ ?? 2
2????
2???? ?? 2
+ ?? 2
]. On comparing, we get, ?? = ?? 2
+
?? 2
, ?? = 2????
Q2. If ?? = [
?? -?? ?? -?? ] , ?? = [
?? ?? ?? -?? ] and (?? + ?? )
?? = ?? ?? + ?? ?? then value of ?? and ?? are
(a) ?? = ?? , ?? = ??
(b) ?? = ?? , ?? = ??
(c) ?? = ?? , ?? = ??
(d) ?? = ?? , ?? = ??
Ans: (b) We have (?? + ?? )
2
= ?? 2
+ ?? 2
+ ?? · ?? + ????
? ???? + ???? = 0 ? [
?? - ?? 2
2?? - ?? 3
] + [
?? + 2 -?? - 1
?? - 2 -?? + 1
] = 0
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, - ?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, -?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
Q3. Let ?? (?? ) = [
?????? ?? -?????? ?? ?? ?????? ?? ?????? ?? ?? ?? ?? ?? ]. Then ?? (?? ) · ?? (?? '
) is equal to
(a) ?? (?? ?? '
)
(b) ?? (?? /?? '
)
(c) ?? (?? + ?? '
)
(d) ?? (?? - ?? '
)
Ans: (c) We have ?? (?? ) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] , ?? (?? '
) = [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
]
?? (?? ) · ?? (?? '
) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
] = [
cos (?? + ?? '
) -sin (?? + ?? '
) 0
sin (?? + ?? '
) cos (?? + ?? '
) 0
0 0 1
]
= ?? (?? + ?? '
)
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JEE Mains
Q1. If ?? = [
?? ?? ?? ?? ] and ?? ?? = [
?? ?? ?? ?? ] then
(a) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ????
(b) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ????
(c) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ?? - ?? ??
(d) ?? = ?? ???? , ?? = ?? ?? + ?? ??
Ans: (b) ?? 2
= [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? ?? ?? ?? ] [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? 2
+ ?? 2
2????
2???? ?? 2
+ ?? 2
]. On comparing, we get, ?? = ?? 2
+
?? 2
, ?? = 2????
Q2. If ?? = [
?? -?? ?? -?? ] , ?? = [
?? ?? ?? -?? ] and (?? + ?? )
?? = ?? ?? + ?? ?? then value of ?? and ?? are
(a) ?? = ?? , ?? = ??
(b) ?? = ?? , ?? = ??
(c) ?? = ?? , ?? = ??
(d) ?? = ?? , ?? = ??
Ans: (b) We have (?? + ?? )
2
= ?? 2
+ ?? 2
+ ?? · ?? + ????
? ???? + ???? = 0 ? [
?? - ?? 2
2?? - ?? 3
] + [
?? + 2 -?? - 1
?? - 2 -?? + 1
] = 0
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, - ?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, -?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
Q3. Let ?? (?? ) = [
?????? ?? -?????? ?? ?? ?????? ?? ?????? ?? ?? ?? ?? ?? ]. Then ?? (?? ) · ?? (?? '
) is equal to
(a) ?? (?? ?? '
)
(b) ?? (?? /?? '
)
(c) ?? (?? + ?? '
)
(d) ?? (?? - ?? '
)
Ans: (c) We have ?? (?? ) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] , ?? (?? '
) = [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
]
?? (?? ) · ?? (?? '
) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
] = [
cos (?? + ?? '
) -sin (?? + ?? '
) 0
sin (?? + ?? '
) cos (?? + ?? '
) 0
0 0 1
]
= ?? (?? + ?? '
)
Q4. If ?? and ?? are square matrices of same order then
(a) (???? )
'
= ?? '
?? '
(b) (???? )
'
= ?? '
?? '
(c) ???? = ?? , if |?? | = ?? or |?? | = ??
(d) ???? = ?? , if |?? | = ?? or ?? = ??
Ans: (b) ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ???? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? , where ?? ????
= ?? ????
?? ????
(???? )
'
= [?? ????
]
?? ×?? '
= [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = ?? '
?? '
Alternatively, Let ?? = [
1 2
3 4
]
2×2
, ?? = [
1 3
0 4
]
2×2
; ???? = [
1 11
3 25
]
(???? )
'
= [
1 3
11 25
]
(i) and ?? '
?? '
= [
1 0
3 4
] [
1 3
2 4
] = [
1 3
11 25
]
From (i) and (ii), (???? ) = ?? '
?? '
Q5. If ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? , then (?? - ?? )
?? is equal to
(a) ?? ?? - ?? ??
(b) ?? ?? - ?? ???? + ?? ??
(c) ?? ?? + ?? ???? + ?? ??
(d) ?? ?? - ???? - ???? + ?? ??
Ans: (d) Given ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? we know that (?? - ?? )
2
= (?? - ?? )(?? -
?? ) = ?? 2
- ???? - ???? + ?? 2
Q6. Let ?? = [
?? ?? -?? ?? -?? ?? -?? ?? ?? ], the only correct statement about the matrix ?? is
(a) ?? ?? = ??
(b) ?? = (-?? )?? , where ?? is unit matrix
(c) ?? -?? does not exist
(d) ?? is zero matrix
Ans: (a) ?? 2
= ?? · ?? = [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] = [
1 0 0
0 1 0
0 0 1
] = ?? . Also, ?? -1
exists as |?? | =
1
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JEE Mains
Q1. If ?? = [
?? ?? ?? ?? ] and ?? ?? = [
?? ?? ?? ?? ] then
(a) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ????
(b) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ????
(c) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ?? - ?? ??
(d) ?? = ?? ???? , ?? = ?? ?? + ?? ??
Ans: (b) ?? 2
= [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? ?? ?? ?? ] [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? 2
+ ?? 2
2????
2???? ?? 2
+ ?? 2
]. On comparing, we get, ?? = ?? 2
+
?? 2
, ?? = 2????
Q2. If ?? = [
?? -?? ?? -?? ] , ?? = [
?? ?? ?? -?? ] and (?? + ?? )
?? = ?? ?? + ?? ?? then value of ?? and ?? are
(a) ?? = ?? , ?? = ??
(b) ?? = ?? , ?? = ??
(c) ?? = ?? , ?? = ??
(d) ?? = ?? , ?? = ??
Ans: (b) We have (?? + ?? )
2
= ?? 2
+ ?? 2
+ ?? · ?? + ????
? ???? + ???? = 0 ? [
?? - ?? 2
2?? - ?? 3
] + [
?? + 2 -?? - 1
?? - 2 -?? + 1
] = 0
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, - ?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, -?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
Q3. Let ?? (?? ) = [
?????? ?? -?????? ?? ?? ?????? ?? ?????? ?? ?? ?? ?? ?? ]. Then ?? (?? ) · ?? (?? '
) is equal to
(a) ?? (?? ?? '
)
(b) ?? (?? /?? '
)
(c) ?? (?? + ?? '
)
(d) ?? (?? - ?? '
)
Ans: (c) We have ?? (?? ) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] , ?? (?? '
) = [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
]
?? (?? ) · ?? (?? '
) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
] = [
cos (?? + ?? '
) -sin (?? + ?? '
) 0
sin (?? + ?? '
) cos (?? + ?? '
) 0
0 0 1
]
= ?? (?? + ?? '
)
Q4. If ?? and ?? are square matrices of same order then
(a) (???? )
'
= ?? '
?? '
(b) (???? )
'
= ?? '
?? '
(c) ???? = ?? , if |?? | = ?? or |?? | = ??
(d) ???? = ?? , if |?? | = ?? or ?? = ??
Ans: (b) ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ???? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? , where ?? ????
= ?? ????
?? ????
(???? )
'
= [?? ????
]
?? ×?? '
= [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = ?? '
?? '
Alternatively, Let ?? = [
1 2
3 4
]
2×2
, ?? = [
1 3
0 4
]
2×2
; ???? = [
1 11
3 25
]
(???? )
'
= [
1 3
11 25
]
(i) and ?? '
?? '
= [
1 0
3 4
] [
1 3
2 4
] = [
1 3
11 25
]
From (i) and (ii), (???? ) = ?? '
?? '
Q5. If ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? , then (?? - ?? )
?? is equal to
(a) ?? ?? - ?? ??
(b) ?? ?? - ?? ???? + ?? ??
(c) ?? ?? + ?? ???? + ?? ??
(d) ?? ?? - ???? - ???? + ?? ??
Ans: (d) Given ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? we know that (?? - ?? )
2
= (?? - ?? )(?? -
?? ) = ?? 2
- ???? - ???? + ?? 2
Q6. Let ?? = [
?? ?? -?? ?? -?? ?? -?? ?? ?? ], the only correct statement about the matrix ?? is
(a) ?? ?? = ??
(b) ?? = (-?? )?? , where ?? is unit matrix
(c) ?? -?? does not exist
(d) ?? is zero matrix
Ans: (a) ?? 2
= ?? · ?? = [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] = [
1 0 0
0 1 0
0 0 1
] = ?? . Also, ?? -1
exists as |?? | =
1
Q7. Let ?? = [
?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? ] and ???? · ?? = [
?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ]. If ?? is the inverse of matrix ?? , then ?? is
(a) 5
(b) -1
(c) 2
(d) -2
Ans: (a) We have, ?? = [
1 -1 1
-2 1 -3
1 1 1
] , ? |?? | = 1(4) + 1(5) + 1(1) = 10 and adj (?? ) =
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
Then ?? -1
=
1
10
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
According to question, ?? is the inverse of matrix ?? . Hence ?? = 5
Q8. For how many value (?? ) of ?? in the closed interval [-?? , -?? ] is the matrix
[
?? -?? + ?? ?? ?? -?? ?? + ?? ?? + ?? -?? ?? ] singular
(a) 2
(b) 0
(c) 3
(d) 2
Ans: (d) |
3 ?? - 1 2
3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0
|
0 ?? -?? 3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 1
? ?? 1
- ?? 2
], |
0 ?? -?? -?? 0 ?? ?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
- ?? 3
]
|
0 0 -?? -?? ?? ?? ?? + 3 1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
+ ?? 3
]
-?? [(-?? ) - ?? (?? + 3)] = 0 ? ?? (?? 2
+ 4?? ) = 0 ? ?? = 0, -4
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JEE Mains
Q1. If ?? = [
?? ?? ?? ?? ] and ?? ?? = [
?? ?? ?? ?? ] then
(a) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ????
(b) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ????
(c) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ?? - ?? ??
(d) ?? = ?? ???? , ?? = ?? ?? + ?? ??
Ans: (b) ?? 2
= [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? ?? ?? ?? ] [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? 2
+ ?? 2
2????
2???? ?? 2
+ ?? 2
]. On comparing, we get, ?? = ?? 2
+
?? 2
, ?? = 2????
Q2. If ?? = [
?? -?? ?? -?? ] , ?? = [
?? ?? ?? -?? ] and (?? + ?? )
?? = ?? ?? + ?? ?? then value of ?? and ?? are
(a) ?? = ?? , ?? = ??
(b) ?? = ?? , ?? = ??
(c) ?? = ?? , ?? = ??
(d) ?? = ?? , ?? = ??
Ans: (b) We have (?? + ?? )
2
= ?? 2
+ ?? 2
+ ?? · ?? + ????
? ???? + ???? = 0 ? [
?? - ?? 2
2?? - ?? 3
] + [
?? + 2 -?? - 1
?? - 2 -?? + 1
] = 0
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, - ?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, -?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
Q3. Let ?? (?? ) = [
?????? ?? -?????? ?? ?? ?????? ?? ?????? ?? ?? ?? ?? ?? ]. Then ?? (?? ) · ?? (?? '
) is equal to
(a) ?? (?? ?? '
)
(b) ?? (?? /?? '
)
(c) ?? (?? + ?? '
)
(d) ?? (?? - ?? '
)
Ans: (c) We have ?? (?? ) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] , ?? (?? '
) = [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
]
?? (?? ) · ?? (?? '
) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
] = [
cos (?? + ?? '
) -sin (?? + ?? '
) 0
sin (?? + ?? '
) cos (?? + ?? '
) 0
0 0 1
]
= ?? (?? + ?? '
)
Q4. If ?? and ?? are square matrices of same order then
(a) (???? )
'
= ?? '
?? '
(b) (???? )
'
= ?? '
?? '
(c) ???? = ?? , if |?? | = ?? or |?? | = ??
(d) ???? = ?? , if |?? | = ?? or ?? = ??
Ans: (b) ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ???? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? , where ?? ????
= ?? ????
?? ????
(???? )
'
= [?? ????
]
?? ×?? '
= [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = ?? '
?? '
Alternatively, Let ?? = [
1 2
3 4
]
2×2
, ?? = [
1 3
0 4
]
2×2
; ???? = [
1 11
3 25
]
(???? )
'
= [
1 3
11 25
]
(i) and ?? '
?? '
= [
1 0
3 4
] [
1 3
2 4
] = [
1 3
11 25
]
From (i) and (ii), (???? ) = ?? '
?? '
Q5. If ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? , then (?? - ?? )
?? is equal to
(a) ?? ?? - ?? ??
(b) ?? ?? - ?? ???? + ?? ??
(c) ?? ?? + ?? ???? + ?? ??
(d) ?? ?? - ???? - ???? + ?? ??
Ans: (d) Given ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? we know that (?? - ?? )
2
= (?? - ?? )(?? -
?? ) = ?? 2
- ???? - ???? + ?? 2
Q6. Let ?? = [
?? ?? -?? ?? -?? ?? -?? ?? ?? ], the only correct statement about the matrix ?? is
(a) ?? ?? = ??
(b) ?? = (-?? )?? , where ?? is unit matrix
(c) ?? -?? does not exist
(d) ?? is zero matrix
Ans: (a) ?? 2
= ?? · ?? = [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] = [
1 0 0
0 1 0
0 0 1
] = ?? . Also, ?? -1
exists as |?? | =
1
Q7. Let ?? = [
?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? ] and ???? · ?? = [
?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ]. If ?? is the inverse of matrix ?? , then ?? is
(a) 5
(b) -1
(c) 2
(d) -2
Ans: (a) We have, ?? = [
1 -1 1
-2 1 -3
1 1 1
] , ? |?? | = 1(4) + 1(5) + 1(1) = 10 and adj (?? ) =
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
Then ?? -1
=
1
10
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
According to question, ?? is the inverse of matrix ?? . Hence ?? = 5
Q8. For how many value (?? ) of ?? in the closed interval [-?? , -?? ] is the matrix
[
?? -?? + ?? ?? ?? -?? ?? + ?? ?? + ?? -?? ?? ] singular
(a) 2
(b) 0
(c) 3
(d) 2
Ans: (d) |
3 ?? - 1 2
3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0
|
0 ?? -?? 3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 1
? ?? 1
- ?? 2
], |
0 ?? -?? -?? 0 ?? ?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
- ?? 3
]
|
0 0 -?? -?? ?? ?? ?? + 3 1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
+ ?? 3
]
-?? [(-?? ) - ?? (?? + 3)] = 0 ? ?? (?? 2
+ 4?? ) = 0 ? ?? = 0, -4
Q9. The rank of the matrix [
-?? ?? ?? ?? -?? ?? - ?? ?? -?? ?? + ?? ] is
(a) 1 if ?? = ??
(b) 2 if ?? = ??
(c) 3 if ?? = ??
(d) 1 if ?? = -??
Ans: (b,d) Let ?? = [
-1 2 5
2 -4 ?? - 4
1 -2 ?? + 1
] = |
0 0 ?? + 6
0 0 -?? - 6
1 -2 ?? + 1
| = |
0 0 0
0 0 -?? - 6
1 -2 ?? + 1
|
When ?? = -6, ?? = |
0 0 0
0 0 0
1 -2 -5
| , ? ?? (?? ) = 1
When ?? = 1, ?? = |
0 0 0
0 0 -7
1 -2 2
|
? ?? (?? ) = 2, When ?? = 6, ?? = |
0 0 0
0 0 -12
1 -2 7
|
? ?? (?? ) = 2
When ?? = 2, ?? = |
0 0 0
0 0 -8
1 -2 3
| , ? ?? (?? ) = 2
Q10. The system of linear equation ?? + ?? + ?? = ?? , ?? ?? + ?? - ?? = ?? , ?? ?? + ?? ?? + ???? = ?? has unique
solution if
(a) ?? ? ??
(b) -?? < ?? < ??
(c) -?? < ?? < ??
(d) ?? = ??
Ans: (a) The given system of equation has a unique solution if |
1 1 1
2 1 -1
3 2 ?? | ? 0 ? ?? ? 0
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JEE Mains
Q1. If ?? = [
?? ?? ?? ?? ] and ?? ?? = [
?? ?? ?? ?? ] then
(a) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ????
(b) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ????
(c) ?? = ?? ?? + ?? ?? , ?? = ?? ?? - ?? ??
(d) ?? = ?? ???? , ?? = ?? ?? + ?? ??
Ans: (b) ?? 2
= [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? ?? ?? ?? ] [
?? ?? ?? ?? ] = [
?? 2
+ ?? 2
2????
2???? ?? 2
+ ?? 2
]. On comparing, we get, ?? = ?? 2
+
?? 2
, ?? = 2????
Q2. If ?? = [
?? -?? ?? -?? ] , ?? = [
?? ?? ?? -?? ] and (?? + ?? )
?? = ?? ?? + ?? ?? then value of ?? and ?? are
(a) ?? = ?? , ?? = ??
(b) ?? = ?? , ?? = ??
(c) ?? = ?? , ?? = ??
(d) ?? = ?? , ?? = ??
Ans: (b) We have (?? + ?? )
2
= ?? 2
+ ?? 2
+ ?? · ?? + ????
? ???? + ???? = 0 ? [
?? - ?? 2
2?? - ?? 3
] + [
?? + 2 -?? - 1
?? - 2 -?? + 1
] = 0
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, - ?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
[
2?? + 2 - ?? -?? + 1
2?? - 2 4 - ?? ] = 0. On comparing, we get, -?? + 1 = 0 ? ?? = 1 and 4 - ?? = 0 ? ?? = 4
Q3. Let ?? (?? ) = [
?????? ?? -?????? ?? ?? ?????? ?? ?????? ?? ?? ?? ?? ?? ]. Then ?? (?? ) · ?? (?? '
) is equal to
(a) ?? (?? ?? '
)
(b) ?? (?? /?? '
)
(c) ?? (?? + ?? '
)
(d) ?? (?? - ?? '
)
Ans: (c) We have ?? (?? ) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] , ?? (?? '
) = [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
]
?? (?? ) · ?? (?? '
) = [
cos ?? -sin ?? 0
sin ?? cos ?? 0
0 0 1
] [
cos ?? '
-sin ?? '
0
sin ?? '
cos ?? '
0
0 0 1
] = [
cos (?? + ?? '
) -sin (?? + ?? '
) 0
sin (?? + ?? '
) cos (?? + ?? '
) 0
0 0 1
]
= ?? (?? + ?? '
)
Q4. If ?? and ?? are square matrices of same order then
(a) (???? )
'
= ?? '
?? '
(b) (???? )
'
= ?? '
?? '
(c) ???? = ?? , if |?? | = ?? or |?? | = ??
(d) ???? = ?? , if |?? | = ?? or ?? = ??
Ans: (b) ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ?? = [?? ????
]
?? ×?? , ???? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? , where ?? ????
= ?? ????
?? ????
(???? )
'
= [?? ????
]
?? ×?? '
= [?? ????
]
?? ×?? = [?? ????
]
?? ×?? [?? ????
]
?? ×?? = ?? '
?? '
Alternatively, Let ?? = [
1 2
3 4
]
2×2
, ?? = [
1 3
0 4
]
2×2
; ???? = [
1 11
3 25
]
(???? )
'
= [
1 3
11 25
]
(i) and ?? '
?? '
= [
1 0
3 4
] [
1 3
2 4
] = [
1 3
11 25
]
From (i) and (ii), (???? ) = ?? '
?? '
Q5. If ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? , then (?? - ?? )
?? is equal to
(a) ?? ?? - ?? ??
(b) ?? ?? - ?? ???? + ?? ??
(c) ?? ?? + ?? ???? + ?? ??
(d) ?? ?? - ???? - ???? + ?? ??
Ans: (d) Given ?? and ?? are square matrices of order ?? × ?? we know that (?? - ?? )
2
= (?? - ?? )(?? -
?? ) = ?? 2
- ???? - ???? + ?? 2
Q6. Let ?? = [
?? ?? -?? ?? -?? ?? -?? ?? ?? ], the only correct statement about the matrix ?? is
(a) ?? ?? = ??
(b) ?? = (-?? )?? , where ?? is unit matrix
(c) ?? -?? does not exist
(d) ?? is zero matrix
Ans: (a) ?? 2
= ?? · ?? = [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] [
0 0 -1
0 -1 0
-1 0 0
] = [
1 0 0
0 1 0
0 0 1
] = ?? . Also, ?? -1
exists as |?? | =
1
Q7. Let ?? = [
?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? ] and ???? · ?? = [
?? ?? ?? -?? ?? ?? ?? -?? ?? ]. If ?? is the inverse of matrix ?? , then ?? is
(a) 5
(b) -1
(c) 2
(d) -2
Ans: (a) We have, ?? = [
1 -1 1
-2 1 -3
1 1 1
] , ? |?? | = 1(4) + 1(5) + 1(1) = 10 and adj (?? ) =
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
Then ?? -1
=
1
10
[
4 2 2
-5 0 5
1 -2 3
]
According to question, ?? is the inverse of matrix ?? . Hence ?? = 5
Q8. For how many value (?? ) of ?? in the closed interval [-?? , -?? ] is the matrix
[
?? -?? + ?? ?? ?? -?? ?? + ?? ?? + ?? -?? ?? ] singular
(a) 2
(b) 0
(c) 3
(d) 2
Ans: (d) |
3 ?? - 1 2
3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0
|
0 ?? -?? 3 -1 ?? + 2
?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 1
? ?? 1
- ?? 2
], |
0 ?? -?? -?? 0 ?? ?? + 3 -1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
- ?? 3
]
|
0 0 -?? -?? ?? ?? ?? + 3 1 2
| = 0 [?? 2
? ?? 2
+ ?? 3
]
-?? [(-?? ) - ?? (?? + 3)] = 0 ? ?? (?? 2
+ 4?? ) = 0 ? ?? = 0, -4
Q9. The rank of the matrix [
-?? ?? ?? ?? -?? ?? - ?? ?? -?? ?? + ?? ] is
(a) 1 if ?? = ??
(b) 2 if ?? = ??
(c) 3 if ?? = ??
(d) 1 if ?? = -??
Ans: (b,d) Let ?? = [
-1 2 5
2 -4 ?? - 4
1 -2 ?? + 1
] = |
0 0 ?? + 6
0 0 -?? - 6
1 -2 ?? + 1
| = |
0 0 0
0 0 -?? - 6
1 -2 ?? + 1
|
When ?? = -6, ?? = |
0 0 0
0 0 0
1 -2 -5
| , ? ?? (?? ) = 1
When ?? = 1, ?? = |
0 0 0
0 0 -7
1 -2 2
|
? ?? (?? ) = 2, When ?? = 6, ?? = |
0 0 0
0 0 -12
1 -2 7
|
? ?? (?? ) = 2
When ?? = 2, ?? = |
0 0 0
0 0 -8
1 -2 3
| , ? ?? (?? ) = 2
Q10. The system of linear equation ?? + ?? + ?? = ?? , ?? ?? + ?? - ?? = ?? , ?? ?? + ?? ?? + ???? = ?? has unique
solution if
(a) ?? ? ??
(b) -?? < ?? < ??
(c) -?? < ?? < ??
(d) ?? = ??
Ans: (a) The given system of equation has a unique solution if |
1 1 1
2 1 -1
3 2 ?? | ? 0 ? ?? ? 0
Q11. The transformation due to the reflection of (?? , ?? ) through the origin is described by the
matrix
(a) [
?? ?? ?? ?? ]
(b) [
-?? ?? ?? -?? ]
(c) [
?? -?? -?? ?? ]
(d) [
?? ?? ?? ?? ]
Ans: (b) If (?? '
, ?? '
) is the new position
?? '
= (-1)?? + 0. ?? , ?? '
= 0. ?? + (-1)????
? [
?? '
?? '
] = [
-1 0
0 -1
] [
?? ?? ]
? Transformation matrix is [
-1 0
0 -1
]
Q12. The rotation through ??????
°
is identical to
(a) The reflection in ?? -axis
(b) The reflection in y-axis(c) A point reflection
(d) Identity transformation
Ans: (c) Rotation through 180
°
gives ?? '
= -?? ?? '
= -?? . Hence this a point reflection.
Q13. If ?? = [
?? -?? -?? ?? ] and ?? = [
?? -?? -?? ?? ], then ?? ?? equals
(A) ?? ??
(B) ?????? ??
(C) -?????? ??
(D) -???? ??
Ans: (B)
We have ?? = ????
? ?? 2
= (?? (?? )
2
= ?? 2
?? 2
= -?? 2
= - [
2 -2
-2 2
] = -2?? ? ?? 4
= (-2(?? )
2
= 4?? 2
= 4(2(?? ) = 8?? ? (?? 4
)
2
= (8(?? )
2
? ?? 8
= 64?? 2
= 128??
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