JCECE Engineering JCECE Engineering Solved Paper-2013

  • question_answer
    If\[A=\left[ \begin{matrix}    \frac{-+i\sqrt{3}}{2i} & \frac{-1-i\sqrt{3}}{2i}  \\    \frac{1+i\sqrt{3}}{2i} & \frac{1-i\sqrt{3}}{2i}  \\ \end{matrix} \right]i=\sqrt{-1}\]and\[f(x)={{x}^{2}}+2\], then \[f(A)\] is equal to

    A) \[\left( \frac{5-i\sqrt{3}}{2} \right)\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]

    B) \[\left( \frac{3-i\sqrt{3}}{2} \right)\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]

    C) \[\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]

    D) \[(2+i\sqrt{3})\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]

    Correct Answer: D

    Solution :

    Thus,\[A=\left[ \begin{matrix}    \frac{\omega }{i} & \frac{{{\omega }^{2}}}{i}  \\    -\frac{{{\omega }^{2}}}{i} & -\frac{\omega }{i}  \\ \end{matrix} \right]=\frac{\omega }{i}\left[ \begin{matrix}    1 & \omega   \\    -\omega  & -1  \\ \end{matrix} \right]\] \[\therefore \]  \[{{A}^{2}}=-{{\omega }^{2}}\left[ \begin{matrix}    1-{{\omega }^{2}} & 0  \\    0 & 1-{{\omega }^{2}}  \\ \end{matrix} \right]\]                 \[=-\left[ \begin{matrix}    -{{\omega }^{2}}+{{\omega }^{4}} & 0  \\    0 & -{{\omega }^{2}}+{{\omega }^{4}}  \\ \end{matrix} \right]\]        \[=\left[ \begin{matrix}    -{{\omega }^{2}}+\omega  & 0  \\    0 & -{{\omega }^{2}}+\omega   \\ \end{matrix} \right]\]\[\because \,\,f(x)={{x}^{2}}+2\] \[\therefore \]\[f(A)={{A}^{2}}+2\left[ \begin{matrix}    -{{\omega }^{2}}+\omega  & 0  \\    0 & -{{\omega }^{2}}+\omega   \\ \end{matrix} \right]+\left[ \begin{matrix}    2 & 0  \\    0 & 2  \\ \end{matrix} \right]\]                 \[=-[{{\omega }^{2}}+\omega +2]\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]                 \[=(3+2\omega )\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]=(2+i\sqrt{3})\left[ \begin{matrix}    1 & 0  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\]


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