Q 1 :

Let α(0,) and A=[12α101012]. If det(adj(2A-AT))·adj(A-2AT)=28, then (det(A))2 is equal to                 [2024]

  • 1

     

  • 16

     

  • 36

     

  • 49

     

(2)

We have, |adj(2A-AT)·adj(A-2AT)|=28

|adj(A-2AT)·(2A-AT)|=28        ( adj(AB)=adjB·adjA)

|adj{-((2AT-A)(2A-AT))}|=28

|adj{-((2A-AT)T(2A-AT))}|=28

|adj{-(PTP)}|=28,  where P=2A-AT

|-PT·P|2=28|-PT|2|P|2=28

|P|4=44                       (|PT|=|P|)

|P|=±4|2A-AT|=±4|132α011-α12|=±4

1(0-1)-3(0+α)+2α(0)=±4-1-3α=±4

α=1,  -53α=1                         [α(0,)]

Now, |A|=1(0-1)-2(2-0)+α(1-0)=α-5

|A|2=16

 



Q 2 :

Let A=[1201] and B=I+adj(A)+(adjA)2++(adjA)10. Then, the sum of all the elements of the matrix B is:                       [2024]

  • -110

     

  • -124

     

  • 22

     

  • -88

     

(4)

Given that A=[1201], adj(A)=[1-201], (adj A)2=[1-401],  (adj A)4=[1-801]

     (adj A)r=[1-2r01]

Now, B=I+adj(A)+(adj A)2++(adj A)10=[11r=010(-2r)011]=[11-110011]

    Sum of elements of B=11+(-110)+0+11=-88.

 



Q 3 :

Let A and B be two square matrices of order 3 such that |A|=3 and |B|=2. Then |ATA(adj(2A))-1(adj(4B))(adj(AB))-1AAT| is equal to :                [2024]

  • 108

     

  • 32

     

  • 64

     

  • 81

     

(3)

We have |ATA(adj(2A))-1(adj(4B))(adj(AB))-1AAT|

=|AT||A|1|adj2A||adj4B|1|adjAB||A||AT|

=|A|21(22)3|adjA|(42)3|adjB|1|adjAB||A|2              [ |A|=|AT| and adjkA=kn-1 adj A, where n is order of A]

=|A|2126|A|246|B|21|A|2|B|2|A|2                      [∵ |adjA|=|A|n-1, where n is order of A]

=4626=64

 



Q 4 :

Let αβ0 and A=[βα3ααβ-βα2α]. If B=[3α-93α-α7-2α-2α5-2β] is the matrix of cofactors of the elements of A, then det(AB) is equal to :           [2024]

  • 125

     

  • 64

     

  • 343

     

  • 216

     

(4)

Clearly B=(adj A)T

Now, |AB|=|A||(adj A)T|

                    =|A||adj A|

                     =|A||A|2

                      =|A|3

Now, A=[βα3ααβ-βα2α] and (adj A)T=[3α-93α-α7-2α-2α5-2β]

⇒Cofactor of a11=(2α2-αβ)=3α

       Cofactor of a21=(2α2-3α)=(-1)2+1(-α)

2α2-4α=0α=0,2

β=1 for α=2

    |A|=[123221-124]=6-18+18=6

|AB|=63=216

 



Q 5 :

If A is a square matrix of order 3 such that det(A)=3 and det(adj(-4adj(-3adj(3adj((2A)-1)))))=2m3n, then m+2n is equal to :                         [2024]

  • 6

     

  • 2

     

  • 3

     

  • 4

     

(4)

We have, |A|=3

Now, |adj(-4adj(-3adj(3adj(2A)-1)))|

=|-4adj(-3adj(3adj(2A)-1))|2                    [∵ |adjA|=|A|n-1,n is order of A]

=((-4)3)2|adj(-3adj(3adj(2A)-1))|2

=46|-3adj(3adj(2A)-1)|4

=46312|adj(3adj(2A)-1)|4

=46312|3adj(2A)-1|8

=46312324|(2A)-1|16

=463362-48|A-1|16

=46336248·316=2-36320

m=-36,n=20

m+2n=-36+40=4

 



Q 6 :

Let B=[1315] and A be a 2×2 matrix such that AB-1=A-1. If BCB-1=A and C4+αC2+βI=O, then 2β-α is equal to       [2024]

  • 2

     

  • 8

     

  • 10

     

  • 16

     

(3)

B=[1315]

We have, BCB-1=A

(BCB-1)(BCB-1)=A2BCB-1BCB-1=A2

BC2B-1=A2B-1BC2B-1=B-1A2

C2B-1B=B-1A2B

C2=B-1A2B

 C2=B-1A AB                                                     ...(i)

C2·C2=B-1A2B B-1A2B

C4=B-1A4B                                                        ...(ii)

Now, AB-1=A-1

A2B-1=I

A2=B                                                                         ...(iii)

Using (i), (ii) and (iii), we get

 C2=B-1BB=B and C4=B-1B2B=B2

So, C4+αC2+βI=0B2+αB+βI=0

=[1315][1315]+[α3αα5α]+[β00β]=0

[418628]+[α3αα5α]+[β00β]=0

4+α+β=0 and 6+α=0

α=-6,β=22β-α=10



Q 7 :

Let R=(x000y000z) be a non-zero 3×3 matrix, where xsinθ=ysin(θ+2π3)=zsin(θ+4π3)0,  θ(0,2π). For a square matrix M, let trace (M) denote the sum of all the diagonal entries of M. Then, among the statements:

(I) Trace(R) = 0

(II) If trace (adj(adj(R)))=0, then R has exactly one non-zero entry.

  • Only (I) is true.

     

  • Both (I) and (II) are true.

     

  • Neither (I) nor (II) is true.

     

  • Only (II) is true.

     

(4)

We have, xsinθ=ysin(θ+2π3)=zsin(θ+4π3)

y=xsinθsin(θ+2π3) and z=xsinθsin(θ+4π3)

  x+y+z=x+xsinθsin(θ+2π3)+xsinθsin(θ+4π3)=-3x4sin(θ+2π3)sin(θ+4π3)0

Also, R=(x000y000z) or adj R=(yz000xz000xy)

adj(adjR)=(x2yz000y2xz000z2xy)

   Tr(adj(adjR))=xyz(x+y+z)0

Only (II) is true.



Q 8 :

Let A be a 2×2 symmetric matrix such that A[11]=[37]  and the determinant of A be 1. If A-1=αA+βI, where I is an identity matrix of order 2×2, then α+β equals _______ .           [2024]



(5)

Let A=[abbc]

|A|=1ac-b2=1                           ...(i)

Given, A[11]=[37][abbc][11]=[37]

a+b=3                                               ...(ii)

and b+c=7

On solving (i), (ii) and (iii), we get

a=1,b=2,c=5

    A=[1225]A-1=[5-2-21]

Given, A-1=αA+βI

[5-2-21]=α[1225]+β[1001]

[α+β2α2α5α+β]=[5-2-21]

On comparing, we get

α=-1 and β=6

Hence, α+β=-1+ 6=5

 



Q 9 :

Let A be a non-singular matrix of order 3. If det(3adj(2adj((detA)A)))=3-13·2-10 and det(3adj(2A))=2m·3n, then |3m+2n| is equal to ______.     [2024]



(14)

We have, |3adj(2adj(|A|A))|=3-13·2-10

Let |A|A=B

|B|=|A||A|=|A|3|A|=|A|4                      ...(i)

adj(|A|A)=(adjB)

2adj(|A|A)=(2adj B)=C (say)

Now, |3adj(C)|=33|C|2                                             ...(ii)

     |C|=|(2adjB)|=23|B|2=23(|A|4)2         (using (i))

                   =23·|A|8                                                        ...(iii)

From (ii) and (iii), we get

|3adjC|=33·(23|A|8)2=3326|A|16=3-132-10

|A|16=(3·2)-16=(16)16|A|=±16

So, |3adj2A|=33|2A|2=33·(23|A|)2=33·26|A|2

33·26·136=2m·3n                                    (Given)

2m·3n=48

2m·3n=24·31m=4 and n=1

So, 3m+2n=12+2=14

 



Q 10 :

Let A be a 3×3 matrix and det(A) = 2. If n=det(adj(adj(...(adj A))))2024-times, then the remainder when n is divided by 9 is equal to ________ .              [2024]



(7)

We know that |adjA|=|A|n-1=|A|2

|adj adjA|=|adjA|2=|A|22

n=|adj adj...adj A|2024 times=|A|22024

Here, 22024=41012=(3+1)1012=3k+1

n=|A|3k+1=23k+1  [∵ |A|=2]

=2·8k=2(9-1)k=2(9λ-1)=18λ-2

=18(λ-1)+16=18(λ-1)+9+7

Hence, the required remainder is 7.



Q 11 :

Let aR and A be a matrix of order 3×3 such that det(A)=4 and A+I=[1a1210a12], where I is the identity matrix of order 3×3. If det((a + 1) adj((a – 1A)) is 2m3n,m, n{0,1,2,...,20}, then m + n is equal to :          [2025]

  • 16

     

  • 17

     

  • 15

     

  • 14

     

(1)

We have, A=[1a1210a12]I=[0a1200a11]

Also, |A|=4  [0a1200a11]=4  2(a1)=4  a=3

Now, det((a + 1) adj((a – 1)A)) = |4 adj(2A)|

    =43|adj(2A)|=43|2A|31=43|2A|2=43(2)6|A|2

    =43×26×(4)2=45×26=(22)5×26=216=2m×3n

 m = 16 and n = 0

 m + n = 16 + 0 = 16.



Q 12 :

Let A be a matrix of order 3×3 and |A| = 5. If |2 adj(3A adj(2A))|=2α·3β·5γ, α,β,γN, then α+β+γ is equal to          [2025]

  • 28

     

  • 25

     

  • 27

     

  • 26

     

(3)

We have, |2 adj(3A adj(2A))|

=23·|3A adj(2A)|2          [ |adj A|=|A|n1, when n is order of matrix A]

=23·(33)2·|A|2·|adj(2A)|2

=23·36·|A|2·(|2A|2)2

=23·36·|A|2[(2)6·|A|2]2

=23·36·|A|2·212·|A|4=215·36·|A|6

=215·36·56=2α·3β·5γ          [ |A| = 5]

By comparing, we get

α=15, β=6, γ=6

  α+β+γ=27.



Q 13 :

Let A be a 3×3 matrix such that |adj (adj (adj A))| = 81. If S={nZ : (|adj (adj A)|)(n1)22=|A|(3n25n4)}, then nS|A(n2+n)| is equal to          [2025]

  • 820

     

  • 750

     

  • 866

     

  • 732

     

(4)

We have, |adj (adj (adj A))| = 81

 |adj A|4=81  |adj A|=3

 |A|2=3  |A|=3

Now, (|A|4)(n1)22=|A|(3n25n4)

 2(n1)2=3n25n4

 2n24n+2=3n25n4

 n2n6=0 (n3)(n+2)=0

 n=3,2

So, nS|A(n2+n)|=|A2|+|A12|=3+729=732.



Q 14 :

Let A=[22+p2+p+q46+2p8+3p+2q612+3p20+6p+3q]. If det (adj (adj (3A))) = 2m·3n, m, n  N, then m + n is equal to          [2025]

  • 20

     

  • 24

     

  • 26

     

  • 22

     

(2)

A=[22+p2+p+q46+2p8+3p+2q612+3p20+6p+3q]

R2R22R1 and R3R33R1

A=[22+p2+p+q024+p0614+3p]

  |A|=2(28+6p246p)=8=23

  |adj (adj (3A))|=|3A|(31)2

    =|3A|4=(33|A|)4=312(23)4=212312

  m=n=12  m+n=24.



Q 15 :

For a 3×3 matrix M, let trace (M) denote the sum of all the diagonal elements of M. Let A be a 3×3 matrix such that |A|=12 and trace (A) = 3. If B = adj (adj (2A)), then the value of |B| + trace (B) equals :          [2025]

  • 56

     

  • 280

     

  • 132

     

  • 174

     

(2)

Given, |A|=12, trace (A) = 3

B = adj (adj (2A))           [ adj (adj A)=|A|n2A]

=|2A|32(2A)=23|A|(2A)=8A

 trace(B)=8 trace(A)=8×3=24

Hence, |B| + trace (B)

=83|A|+24=832+24=280.



Q 16 :

If A, B and (adj(A1)+adj(B1)) are non-singular matrices of same order, then the inverse of A(adj(A1)+adj(B1))1B, is equal to          [2025]

  • AB1+A1B

     

  • AB1|A|+BA1|B|

     

  • adj(B1)+adj(A1)

     

  • 1|AB|(adj(B)+adj(A))

     

(4)

[A(adj(A1)+adj(B1))1B]1

=B1(adj(A1)+adj(B1))A1

=B1(adj(A1))A1+B1(adj(B1))A1

=B1|A1|+|B1|A1

=B1|A|+A1|B|=adj(B)|B||A|+adj(A)|A||B|

=1|A||B|(adj(B)+adj(A))

=1|AB|(adj(B)+adj(A)).



Q 17 :

Let A be a square matrix of order 3 such that det(A) = – 2 and det(3 adj(– 6 adj(3A))) = 2m+n·3mn, m > n. Then 4m + 2n is equal to __________.          [2025]



(34)

We have, |A| = – 2 and det(3 adj(– 6 adj(3A))) = 2m+n·3mn

 33det(adj(6adj(3A)))=2m+n·3mn

 33|6adj(3A)|2=2m+n·3mn

 33((6)3)2|adj(3A)|2=2m+n·3mn

 33(6)6|(3A)2|2=2m+n·3mn

 33×66×(33)4|A|4=2m+n·3mn

 321×26×(2)4=2m+n·3mn                     321×210=2m+n·3mn

On comparing the powers, we get m + n = 10 and mn = 21

   m = 7 and n = 3

   Value of 4m+2n=4×7+2×3=34.



Q 18 :

Let A be a 3×3 matrix such that XTAX='O' for all nonzero 3×1 matrices X=[xyz]. If A[111]=[145], A[121]=[048], and det(adj(2(A+I)))=2α3β5γ, α, β, γ, then α2+β2+γ2 is __________.          [2025]



(44)

Given, XTAX=O

  [XYZ][a1a2a3b1b2b3c1c2c3][XYZ]=[000], where A =[a1a2a3b1b2b3c1c2c3] 

 X(a1X+a2Y+a3Z)+Y(b1X+b2Y+b3Z)+Z(c1X+c2Y+c3Z)=0

On comparing cofficients, we get

 a1=0, b2=0, c3=0 and a2+b1=0, a3+c1=0, b3+c2=0

  A=[0a2a3a20b3a3b30]=[0xyx0zyz0] (Let)

  A=[0xyx0zyz0], which is skew-symmetric matrix

Given, A[111]=[145]  A=[0xyx0zyz0][111]=[145]

x + y = 1, – x + z = 4, y + z = – 5

[0xyz0zyx0][121]=[048]

2x + y = 0, – x + z = 4, – y – 2z = – 8

 x=1, y=2, z=3

  A=[012103230]

  2(A+I)=[2242264-62]

  det(adj(2(A+I)))=|2(A+I)|2=(120)2

2α3β5γ=26×32×52

  α=6, β=2, γ=2

  α2+β2+γ2=36+4+4=44.



Q 19 :

Let A=[21012-10-12]. If |adj(adj(adj(2A)))|=(16)n, then n is equal to                [2023]

  • 9

     

  • 10

     

  • 12

     

  • 8

     

(2)

We have, 
A=[21012-10-12]|A|=4

Now, |adj(adj(adj(2A)))|=|2A|(n-1)3=|2A|23=|2A|8

=[23|A|]8=88·48=328=28·168=162·168=16n

n=10



Q 20 :

If  A=[15λ10], A-1=αA+βI and α+β=-2, then 4α2+β2+λ2 is equal to            [2023]
 

  • 10

     

  • 14

     

  • 19

     

  • 12

     

(2)

Given,  A=[15λ10]|A|=10-5λ

Then, A-1=[1010-5λ-510-5λ-λ10-5λ110-5λ]=α[15λ10]+β[1001]=[α+β5ααλ10α+β]

So, α+β=1010-5λ; Given α+β=-2

-2=1010-5λ -20+10λ=10 λ=3

Also, 5α=-510-5λ5α=-510-15

α=15 then β=-115

Now, 4α2+β2+λ2=4(15)2+(-115)2+32

=425+12125+9 =14



Q 21 :

If A is a 3×3 matrix and |A|=2, then |3adj(|3A|A2)| is equal to            [2023]

  • 311·610

     

  • 312·611

     

  • 310·611

     

  • 312·610

     

(1)

We have, |A|=2.

  |3A|=33|A|=27×2=54

Now, |3adj(|3A|A2)|=|3adj(54A2)|=|3×542adj(A2)|

        =(3×542)3|adjA|2

        =33×(542)3(|A|2)2=33·24·26·276=311610



Q 22 :

If A=15!6!7![5!6!7!6!7!8!7!8!9!], then |adj(adj(2A))| is equal to             [2023]

  • 212

     

  • 220

     

  • 28

     

  • 216

     

(4)

Given  A=15!6!7![5!6!7!6!7!8!7!8!9!]

|A|=15!6!7!5!6!7!|164217561872|

Applying R2R2-R1 and R3R3-R2, we get

          |A|=|164201140116|

Now, |adj(adj(2A))|=|2A|(n-1)2=|2A|4=(23|A|)4=212|A|4=21224=216



Q 23 :

Let B=[13α123αα4], α>2 be the adjoint of a matrix A and |A|=2. Then [α -2α α]B[α-2αα] is equal to ?          [2023]

  • 0

     

  • 16

     

  • 32

     

  • - 16

     

(4)

We have, adj A=B=[13α123αα4], α>2 and |A|=2

Now, [α -2α α]B[α-2αα]

=[α -2α α][13α123αα4][α-2αα]

=[α -2α α][α-6α+α2α-4α+3αα2-2α2+4α]

=α(α-6α+α2)-2α(α-4α+3α)+α(α2-2α2+4α)

=α2-6α2+α3-2α2+8α2-6α2+α3-2α3+4α2=-α2

Now, |B|=|adj A|=(|A|)2=22=4

    8-3α-12+9α-α2=4

α2-6α+8=0(α-2)(α-4)=0α=2,4

But α>2         α=4

  [α -2α α]B[α-2αα]=-(4)2=-16

 



Q 24 :

Let A=[123α31112], |A|=2. If |2adj(2adj(2A))|=32n, then 3n+α is equal to           [2023]

  • 10

     

  • 11

     

  • 9

     

  • 12

     

(2)

We have, |2(adj(2adj 2A))|

=|2(adj(8adj A))|       ( adj(kA)=kn-1adj(A))

= |2(64adj(adj A))|=|128adj(adj A))|

=(128)3|adj(adj A)|=(128)3|A|4

(128)3(2)4=32n(27)3(2)4=(25)n

225=25n25=5nn=5

Also, |A|=2|123α31112|=2

1(6-1)-2(2α-1)+3(α-3)=2

5-4α+2+3α-9=2-α-4=0α=-4

So, 3n+α=3(5)-4=11



Q 25 :

Let the determinant of a square matrix A of order m be m-n, where m and n satisfy 4m+n=22 and 17m+4n=93. If det(n adj(adj(mA)))=3a5b6c, then a+b+c is equal to            [2023]

  • 109

     

  • 101

     

  • 84

     

  • 96

     

(4)

Given 4m+n=22

17m+4n=93

Solving the above two equations, we get m=5 and n=2.

   A is a square matrix of order 5 and |A|=5-2=3

Now, we know that adj(kA)=kn-1adj(A), where A is a matrix of order n

  adj(mA)=adj(5A)=55-1(adj A)=54(adj A)

Again, adj(54adj A)=(54)4adjA(adj A)=516|A|5-2·A=51633A

Now, det(nadj(adj mA))=det(2·516·33·A)

=(2·516·35)detA=25·580·315·3=25·580·316=65·580·311

    a=11, b=80, c=5

a+b+c=80+11+5=96



Q 26 :

Let A be a 3×3 matrix such that |adj(adj(adjA))|=124. Then |A-1adjA| is equal to         [2023]

  • 1

     

  • 6

     

  • 12

     

  • 23

     

(4)

Given, |adj(adj(adjA))|=124

  |A|(n-1)3=124

At n=3, |A|8=124|A|2=12|A|=23

   |A-1adjA|=|A-1|·|adjA|=1|A|·|A|2=|A|=23



Q 27 :

Let x,y,z>1 and  A=[1logxylogxzlogyx2logyzlogzxlogzy3]. Then |adj(adjA2)| is equal to         [2023]

  • 48

     

  • 28

     

  • 24

     

  • 64

     

(2)

|A|=|logxxlogxylogxzlogyx2logyylogyzlogzxlogzy3logzz|

=1logx·logy·logz|logxlogylogzlogx2logylogzlogxlogy3logz|                     [ logab=logbloga]

=logxlogylogzlogxlogylogz×|111121113|=2

 |adj(adj(A2))|=|adj(A2)|2=(|A2|2)2=|A|8=28



Q 28 :

Let  A=(mnpq), d=|A|0 and |A-d(AdjA)|=0. Then                  [2023]

  • 1+d2=m2+q2

     

  • 1+d2=(m+q)2

     

  • (1+d)2=m2+q2

     

  • (1+d)2=(m+q)2

     

(4)

We have, A = [mnpq]d=|A|0.

and |A-d(AdjA)|=0     Adj(A)=[q-n-pm]

  |A-d(AdjA)|=|[mnpq]- d[q-n-pm]|
=|m-dqn+dnp+dpq-dm|

(m-dq)(q-dm)-(n+dn)(p+dp)=0 

  mq-dm2-dq2+d2mq-np-dpn-dnp-d2np=0 

 (mq-np)-d(m2+q2+2pn)+d2(mq-np)=0

(1+d2)(mq-np)-d(m2+q2+2pn)=0 

 (1+d2)(mq-np)-d(m2+q2+2mq-2mq+2pn)=0

 (1+d2)(mq-np)-d(m+q)2+2d(mq-pn)=0

 (1+d2+2d)(mq-pn)-d(m+q)2=0

 (1+d2)(mq-pn)=d(m+q)2

 (1+d2)=(m+q)2    d=mq-pn.



Q 29 :

If P is a 3×3 real matrix such that PT=aP+(a-1)I, where a>1, then            [2023]

  • |AdjP|>1

     

  • |AdjP|=12

     

  • P is a singular matrix

     

  • |AdjP|=1

     

(4)

P is a 3×3 real matrix 

   PT=aP+(a-1)I,  a>1(PT)T=aPT+(a-1)I

   P=aPT+(a-1)I P=a(aP+(a-1)I)+(a-1)I

   P=a2P+a(a-1)I+(a-1)I

   P-a2P=(a-1)I(a+1)=(a2-1)I

   P(1-a2)=(a2-1)I

   P(1-a2)-(a2-1)I=0(1-a2)(P+I)=0

   P=-I |P|=-1

   |AdjP|=(-1)2=1



Q 30 :

Let A be a n×n matrix such that |A| = 2. If the determinant of the matrix Adj(2·Adj(2A-1)) is 284, then n is equal to ______.        [2023]
 



(5)

|Adj(2Adj(2A-1))|

=|2(Adj(2A-1))|n-1=2n(n-1)|Adj(2A-1)|n-1

=2n(n-1)|(2A-1)|(n-1)(n-1) =2n(n-1)+n(n-1)(n-1)·1|A|(n-1)2

=2n(n-1)+n(n-1)(n-1)2(n-1)22n(n-1)+n(n-1)2-(n-1)2

=2(n-1)(n2-n+1)=284

(n-1)(n2-n+1)=84

(n-5)(n2+3n+17)=0n=5