Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Callioli - Álgebra Linear e Aplicações - Parte 1- Ed: 6º - Capítulo 5.1 - Ex. 10
10 Mostrar que um operador F e L(V) é idempotente se, e somente se, I-F é idempotente.
Passo 1
Um operador ser idempotente significa que:
Então só precisamos mostrar que se é idempotente, então:
Passo 2
Nós vimos no finalizinho da seção que quando temos uma potenciação com expoentes naturais de um operador, a gente esta fazendo uma aplicação composta assim:
Vamos aplicar isso no operador que queremos mostrar que é idempotente:
Pela propriedade (III) da Definição 3 podemos escrever o seguinte:
E pela propriedade (III) da Definição 2 podemos escrever o seguinte:
Já conseguimos abrir nossa expressão, agora vamos simplifica-la.
Passo 3
Como sabemos que e são idempotentes
Sabemos que o operador identidade não altera o vetor, dessa forma:
e
Substituindo:
Podemos somar os operadores, então:
Com isso mostramos que:
Prontinho!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)