JEE Main & Advanced JEE Main Paper (Held On 15 April 2018) Slot-I

  • question_answer
    Let A be a matrix such that \[A.\left[ \begin{matrix}    1 & 2  \\    0 & 3  \\ \end{matrix} \right]\]is a scalar matrix and \[|3A|=108\]. Then  \[{{A}^{2}}\] equals.                 [JEE Online 15-04-2018]

    A) \[\left[ \begin{matrix}    4 & -32  \\    0 & 36  \\ \end{matrix} \right]\]              

    B) \[\left[ \begin{matrix}    4 & 0  \\    -32 & 36  \\ \end{matrix} \right]\]  

    C) \[\left[ \begin{matrix}    36 & 0  \\    -32 & 4  \\ \end{matrix} \right]\]              

    D) \[\left[ \begin{matrix}    36 & -32  \\    0 & 4  \\ \end{matrix} \right]\]

    Correct Answer: D

    Solution :

    A is a matrix such that \[A\cdot \left[ \begin{matrix}    1 & 2  \\    0 & 3  \\ \end{matrix} \right]\] is a scalar matrix and \[|3A|=108\] Let the scalar matrix be \[\left[ \begin{matrix}    k & 0  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow A\cdot \left[ \begin{matrix}    1 & 2  \\    0 & 3  \\ \end{matrix} \right]=\left[ \begin{matrix}    k & 0  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow A=\left[ \begin{matrix}    k & 0  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right]{{\left[ \begin{matrix}    1 & 2  \\    0 & 3  \\ \end{matrix} \right]}^{-1}}.....[\because AB=C\Rightarrow A=C{{B}^{-1}}]\] Let \[B=\left[ \begin{matrix}    1 & 2  \\    0 & 3  \\ \end{matrix} \right]\] Now, \[|B|=3\] Then, \[{{B}^{-1}}=\frac{1}{|B|}Co-factor\] matrix of B \[\Rightarrow A=\frac{1}{3}\left[ \begin{matrix}    k & 0  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right]\left[ \begin{matrix}    3 & -2  \\    0 & 1  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow A=\left[ \begin{matrix}    k & 0  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right]\left[ \begin{matrix}    1 & -\frac{2}{3}  \\    0 & \frac{1}{3}  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow A=\left[ \begin{matrix}    k & -\frac{2}{3}k  \\    0 & \frac{k}{3}  \\ \end{matrix} \right].........(i)\] \[|3A|=108...........[Given]\] \[\Rightarrow 108=|3A|=3|A|=\left| \begin{matrix}    3k & -2k  \\    0 & k  \\ \end{matrix} \right|\] \[\Rightarrow 3{{k}^{2}}=108\] \[\Rightarrow {{k}^{2}}=36\] \[\Rightarrow k=\pm 6\] Take \[k=6\] \[\Rightarrow A=\left[ \begin{matrix}    6 & -4  \\    0 & 2  \\ \end{matrix} \right]..........From(i)\] \[\Rightarrow {{A}^{2}}=\left[ \begin{matrix}    6 & -4  \\    0 & 2  \\ \end{matrix} \right]\left[ \begin{matrix}    6 & -4  \\    0 & 2  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow {{A}^{2}}=\left[ \begin{matrix}    36 & -32  \\    0 & 4  \\ \end{matrix} \right]\] For \[k=-6\] \[\Rightarrow A=\left[ \begin{matrix}    -6 & 4  \\    0 & -2  \\ \end{matrix} \right]......From\,\,(i)\] \[\Rightarrow {{A}^{2}}=\left[ \begin{matrix}    -6 & 4  \\    0 & -2  \\ \end{matrix} \right]\left[ \begin{matrix}    -6 & 4  \\    0 & -2  \\ \end{matrix} \right]\] \[\Rightarrow {{A}^{2}}=\left[ \begin{matrix}    36 & -32  \\    0 & 4  \\ \end{matrix} \right]\] Hence, \[{{A}^{2}}=\left[ \begin{matrix}    36 & -32  \\    0 & 4  \\ \end{matrix} \right]\]


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