Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Álgebra Linear - 3ª Edição - J. L. Boldrini- Ed: 3º - Capítulo 7.5 - Ex. 13
Problema-pesquisa:
Seja
Onde e são números reais. Mostre que
- Os autovalores de são
, com multiplicidade
E
(Este é um caso particular da situação estudada no artigo “sobre uma classe de matrizes cujo problema de autovalores é facilmente solucionável” de Odelar Leite Linhares, publicado na revista Ciência e Cultura (SBPC) volume 29, número 8, de agosto de 1977)
Passo 1
- Quando queremos calcular os autovalores de uma matriz o que fazemos? Isso mesmo:
- Bom, vamos lembrar a definição de polinômio característico:
Mas essa matriz é enorme, o que fazer agora?
Calma, observe que se você subtrair a segunda coluna da primeira você obtém:
Observe então que dá pra fatorar da primeira coluna:
Isso é muito bom, pois podemos usar Chió para reduzir a ordem desse determinante gigante:
E agora? Agora faz a mesma coisa, coluna 1 – coluna 2:
Fatora denovo:
Aplica Chió denovo:
Observe que dá pra fazer isso até chegar na ordem 2, que seguindo a lógica, obtemos:
Ai você faz a mesma coisa:
Ai fatora:
Agora é só resolver o determinante:
Veja então do resultado acima que é raíz com multiplicidade e também é raíz.
Passo 2
Veja que:
Mas temos que:
Do que segue que:
Agora é só igualar:
Ou seja:
Resposta
Demonstração.