Enunciado

Repita o Exercício 18 com a matriz

A = [[[3,1],[2,1]]]

Passo 1

Cola aqui pra gente começar pela nossa letra (a). Ela tá pedindo pra encontrar nossa matriz A elevada ao cubo, A^3 . Abrindo esse expoente, a gente vai ter:

A^3 = A . A . A = [[[3,1],[2,1]]] [[[3,1],[2,1]]] [[[3,1],[2,1]]] = underset(A^2)(underset(⏝)([[[11,4],[8,3]]])) underset(A)(underset(⏝)([[[2,0],[4,1]]])) =>

A^3 = A^2 . A = underset(A^2)(underset(⏝)([[[11,4],[8,3]]])) underset(A)(underset(⏝)([[[2,0],[4,1]]])) = [[[41,15],[30,11]]]

A^3 = [[[41,15],[30,11]]]

Passo 2

Agora a nossa letra (b) pede pra gente encontrar A^(- 3) . E pra isso a gente pode usar o mesmo bizu que ainda tá quentinho do outro exercício que veio diretamente do nosso item(b) do Teorema 1.4.7 que diz que se A for uma matriz invertível e n um inteiro diferente de 0 , então A^n é invertível e existe igualdade maravilinda (A^n)^(- 1) = A^(- n) = (A^(- 1))^n , ou seja, a gente não vai precisar encontrar A^(- 1) e multiplicar ela por ela mesmo 3 vezes. Como acabamos de descobrir A^3 basta a gente encontrar a inversa dela, (A^3)^(- 1) .

A^3 = [[[41,15],[30,11]]] => (A^3)^(- 1) = (1)/((41) 11 - 15 ( 30 )) [[[11,-,15],[-,30,41]]]

A^(- 3) = [[[11,-,15],[-,30,41]]]

Passo 3

Vamo que ta bonito, na nossa letra (c) vamos ter uma equação envolvendo nossa matriz, essa equação é dada por A^2 - 2 A + I . Como a gente é malandro, vamo encontrar os termos um de cada vez e depois juntar tudo, desse jeitinho aqui ó:

A^2 = [[[11,4],[8,3]]]

2 A = [[[6,2],[4,2]]]

I = [[[1,0],[0,1]]]

A^2 - 2 A + I = [[[11,4],[8,3]]] - [[[6,2],[4,2]]] + [[[1,0],[0,1]]] = [[[6,2],[4,2]]]

Passo 4

A letra (d) também traz um polinômio pra gente resolver, p (x) = x - 2 , onde p (A) = A - 2 I

A = [[[3,1],[2,1]]]

2 I = [[[2,0],[0,2]]]

A - 2 I = [[[3,1],[2,1]]] - [[[2,0],[0,2]]] = [[[1,1],[2,-,1]]]

Passo 5

Show de bolinhas, agora a letra (e) também traz um polinômio, p (x) = 2 x^2 + x + 1 , onde p (A) = 2 A^2 + A + I .

2 A^2 = [[[22,8],[16,6]]]

A = [[[3,1],[2,1]]]

I = [[[1,0],[0,1]]]

2 A^2 + A + I = [[[22,8],[16,6]]] + [[[3,1],[2,1]]] + [[[1,0],[0,1]]] = [[[26,9],[18,8]]]

Passo 6

Antes tarde do que nunca, chegamos na nossa letra (e) que tem mais um polinômiozinho maravilindo pra gente resolver, p (x) = x^3 - 2 x + 4 , onde p (A) = A^3 - 2 A + 4 I .

A^3 = [[[41,15],[30,11]]]

2 A = [[[6,2],[4,2]]]

4 I = [[[4,0],[0,4]]]

A^3 - 2 A + 4 I = [[[41,15],[30,11]]] - [[[6,2],[4,2]]] + [[[4,0],[0,4]]] = [[[39,13],[26,13]]] = 13 [[[3,1],[2,1]]]

Resposta

  1. [[[41,15],[30,11]]]
  2. [[[11,-,15],[-,30,41]]]
  3. [[[6,2],[4,2]]]
  4. [[[1,1],[2,-,1]]]
  5. [[[26,9],[18,8]]]
  6. 13 [[[3,1],[2,1]]]
Ver Outros Exercícios desse livro