Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Anton - Álgebra Linear- Ed: 10º - Capítulo 7.5 - Ex. 7
Nos Exercícios 7-8, verifique que os autovalores de são reais e que os autovetores de autoespaços diferentes são ortogonais, de acordo com o Teorema 7.5.3.
7.
Passo 1
Vamos começar pelo polinômio característico pra achar os autovalores:
E agora achando os autovalores:
E são reais, como queríamos demonstrar.
Passo 2
Agora vamos achar os autovetores:
Pra :
Olhaaa... a gente não tem solução única pra esse sistema... sabe por que????? Vou te dizer, então. Pra gente achar os autovalores a gente calcula o determinante e igual a zero. E lembra que pra o sistema ter solução única o determinante tem que ser diferente de zero??? Pois é.
Vamos então chamar:
E:
Substituindo :
O autovetor fica, então:
E a base do autoespaço: .
Passo 3
Pra :
Chamando:
E:
Substituindo :
O autovetor fica:
E a base do autoespaço:
Passo 4
Agora vamos fazer o produto interno com os autovetores pra saber se eles realmente são ortogonais. (só lembra que o produto interno com números complexos não é só multiplicar um pelo outro... é multiplicar pelo conjugado...)
Que notícia maravilhosa.
Então são ortogonais, como queríamos demonstrar.
Resposta
Os autovalores são reais e os autovetores são ortogonais.