Q 1 :    

For α,βR and a natural number n, let Ar=|r1n22+α2r2n2-β3r-23n(3n-1)2|. Then 2A10-A8 is                   [2024]

  • 0

     

  • 4α+2β  

     

  • 2n

     

  • 2α+4β

     

(B)

We have, 2A10-A8=|201n22+α402n2-β563n(3n-1)2|-|81n22+α162n2-β223n(3n-1)2|

 

=|20-81n22+α40-162n2-β56-223n(3n-1)2|=|121n22+α242n2-β343n(3n-1)2|

=|01n22+α02n2-β-23n(3n-1)2| (Applying C1C1-12C2)

 

=-2(n2-β-n2-2α)

=-2(-β-2α)=4α+2β

 



Q 2 :    

Let  A=[2a013105b]. If A3=4A2-A-21I, where I is the identity matrix of order 3×3, then 2a+3b is equal to          [2024] 

  • -12

     

  • -13

     

  • -10

     

  • -9

     

(B)

A=[2a013105b],A3=4A2-A-21I

characteristic equation of A is given by

x3-4x2+x+21=0

Sum of roots = 4 = trace of A

2+3+b=4b=-1

Also, product of roots = -21 = det A

2(3b-5)-a(b)=-21-6-10+a=-21

a=-21+16=-5  2a+3b=-10-3=-13

 



Q 3 :    

If αa, βb, γc and |αbcaβcabγ|=0, then aα-a+bβ-b+γγ-c is equal to:              [2024]

  • 1

     

  • 2

     

  • 0

     

  • 3

     

(C)

|αbcaβcabγ|=0

R1R1-R2, R2R2-R3

|α-ab-β00β-bc-γabγ|=0

Taking out α-a,β-b and γ-c common from column-1, 2 and 3 respectively,

(α-a)(β-b)(γ-c)|1-1001-1aα-abβ-bγγ-c|=0

 

(α-a)(β-b)(γ-c)[1(γγ-c+bβ-b)+1(0+aα-a)]=0

(α-a)(β-b)(γ-c)[γγ-c+bβ-b+aα-a]=0

[γγ-c+bβ-b+aα-a]=0                     ( αa, βb, γc)

   γγ-c+bβ-b+aα-a=0



Q 4 :    

If A=[21-12],B=[1011],C=ABATand X=ATC2A, then det X is equal to                     [2024]

  • 729

     

  • 243

     

  • 891

     

  • 27

     

(A)

Given, X=ATC2A and C=ABAT

|X|=|ATC2A||X|=|A||C|2|AT|

|C|=|ABAT|=|A||B||AT|

As |A|=3,|AT|=3,|B|=1,|C|=3×1×3=9

     |X|=3×92×3=9×81=729

 



Q 5 :    

The values of α, for which |132α+32113α+132α+33α+10|=0, lie in the interval                          [2024]

  • (-32,32)

     

  • (-2,1)  

     

  • (-3,0)  

     

  • (0,3)

     

(C)

Given, |132α+32113α+132α+33α+10|=0

 

(2α+3)(7α6)-(3α+1)(-76)=0

14α2+42α+7=02α2+6α+1=0

Roots of this equation are α=-3±72

            -3+72(-3,0) and -3-72(-3,0)

 



Q 6 :    

Let A=[1000αβ0βα] and |2A|3=221 where α,βZ. Then a value of α is                           [2024]

  • 5

     

  • 9

     

  • 17

     

  • 3

     

(A)

Given, A=[1000αβ0βα]

|A|=α2-β2                                                   ...(i)

Also, |2A|3=221

(23|A|)3=221|A|3=212|A|=24

From (i), we get, α2-β2=24

α2-β2=16(α+β)(α-β)=8×2

So, α+β=8 and α-β=2

Solving, we get, α=5 and β=3

 



Q 7 :    

Let A=[2126211332] and P=[120502715]. The sum of the prime factors of|P-1AP-2I| is equal to                       [2024]

  • 66

     

  • 27

     

  • 26

     

  • 23

     

(C)

P-1AP-2I=P-1(A-2I)P

|P-1AP-2I|=|P-1||A-2I||P|

=|A-2I|                          (|P-1|·|P|=1)

   det(A-2I)=|0126011330|

                                =-1(-33)+2(18)=69=3×23

Sum of prime factors = 23 + 3 = 26

 



Q 8 :    

Let A be a 3×3 matrix of non-negative real elements such that A[111]=3[111]. Then the maximum value of det(A) is _______.      [2024]



(27)

Let A=[a11a12a13a21a22a23a31a32a33]

Now, A[111]=3[111][a11a12a13a21a22a23a31a32a33][111]=[333]

a11+a12+a13=3

a21+a22+a23=3

a31+a32+a33=3

Now, for maximum value of det(A)=aij={0,ij3,i=j

    |A|=27

 



Q 9 :    

Let A=[201110101], B=[B1,B2,B3], where B1,B2,B3 are column matrices, and AB1=[100], AB2=[230], AB3=[321]. If α=|B| and β is the sum of all the diagonal elements of B, then α3+β3 is equal to _____ .                [2024]



(28)

Let B1=[a1b1c1], AB1=[201110101][a1b1c1]=[100]

2a1+c1=1,a1+b1=0,a1+c1=0

On solving, we get a1=1,b1=-1,c1=-1               ...(i)

Similarly, let B2=[a2b2c2],  AB2=[201110101][a2b2c2]=[230]

2a2+c2=2,a2+b2=3 and a2+c2=0

On solving, we get a2=2,b2=1 and c2=-2                ...(ii)

Similarly, let B3=[a3b3c3],  AB3=[201110101][a3b3c3]=[321]

2a3+c3=3,a3+b3=2 and a3+c3=1

a3=2,b3=0,c3=-1                                       ...(iii)

Thus, B=[122-110-1-2-1]                      [By using (i), (ii) & (iii)]

α=|B|=1(-1+0)-2(1-0)+2(2+1)=-1-2+6=3

and β= sum of diagonal elements of B =1+1+(-1)=1

Hence, α3+β3=(3)3+(1)3=28



Q 10 :    

Let A be a 2×2 real matrix and I be the identity matrix of order 2. If the roots of the equation |A-xI|=0 be -1 and 3, then the sum of the diagonal elements of the matrix A2 is _______.            [2024]



(10)

Let A=[abcd]2×2,  I=[1001]

Roots are -1,3

Sum of roots =-1+3=2=tr(A)

a+d=2                                                         ...(i)

Product of roots =(-1)×3=-3=det(A)

ad-bc=-3                                            ...(ii)

A2=[abcd][abcd]=[a2+bcab+bdac+dcbc+d2]

tr(A2)=a2+2bc+d2=(a+d)2-2ad+2bc

            =22-2(-3)=4+6=10