Q.

Let M denote the set of all real matrices of order 3×3 and let S = {–3, –2, –1, 1, 2}. Let

S1={A=[aij]∈M : A=AT and aij∈S, ∀i,j},

S2={A=[aij]∈M : A=–AT and aij∈S, ∀i,j},

S3={A=[aij]∈M : a11+a22+a33=0 and aij∈S, ∀i,j}.

If n(S1∪S2∪S3)=125α, then α equals __________.          [2025]


Ans.

(1613)

Let M denotes the set of all real matrices of order 3×3.

M={[a11a12a13a21a22a23a31a32a33]; aij∈R}

Now, S1={A=[aij]∈M : A=AT and aij∈S, ∀i,j}

∴   Number of elements in S1=56

S2={A=[aij]∈M : A=–AT and aij∈S, ∀i,j}

⇒ Number of elements in S2=0

S3={A=[aij]∈M : a11+a22+a33=0 and aij∈S, ∀i,j}

⇒ Number of elements in S3=12×56

[∵  Possible cases are (1, 2, –3) → 3!, (1, 1, –2) → 3 and (–1, –1, 2) → 3]

∴  n(S1∩S3)=12×53

Now, n(S1∪S2∪S3)=56+12×56+0–12×53

=56(1+12)–12×53=53[13×53–12)=125α

⇒ α=1613.