UFRJ, P3-2019.2
Calcule a soma dos módulos dos autovalores da matriz
Passo 1
Fala aii galerinha bonita, tudo jóinha?! Nesse exercício aqui a gente tá afim de encontrar a soma dos módulos dos autovalores da matriz:
Então além da gente encontrar os autovalores, precisamos encontrar o módulo deles, aí sim a gente vai poder somar e descobrir nossa resposta rsrs
Passo 2
Belezoca pra gente encontrar os autovalores de uma matriz, resolvemos a seguinte equação:
Onde é a matriz diagonal que possui os autovalores na diagonal principal:
Portanto queremos que o determinante dessa diferença seja igual a :
Então se a gente calcular esse determinante, os valores de que satisfazerem a igualdade, serão nossos autovalores.
Passo 3
Mas agora que vem o bizu matador das galáxias, porque pra calcular esse determinante, a gente pode separar essa matriz por matrizes em blocos, desse jeito:
Agora a gente dividiu nossa matriz em matrizes distintas e :
Onde temos:
E o determinante dessa matriz, pode ser calculado como se fosse um determinante de matriz , multiplicando os termos em forma de cruz, tipo assim:
E o legal da gente fazer essa divisão, é que se a gente reparar na matriz, vemos que é uma matriz formada somente de zeros:
Isso quer dizer que o produto vai ser igual a :
Tal que nosso determinante se resume ao produto entre:
Passo 4
Agora que a gente viu que podemos separar esse determinante em blocos, vamos dividir cada um deles pra gente calcular separado, saca só:
Então para o primeiro determinante, temos:
Ainda podemos reorganizar essa equação do segundo grau, como um produtinho notável, desse jeito:
Iradoso, e para o outro determinante, obtemos:
Portanto, temos que na verdade o determinante da matriz , é dado por:
Passo 5
E como queremos igualar esse limite a zero, fazemos:
Logo, nossos autovalores são:
E como queremos a soma do módulo deles, fazemos:
Meczada, então nossa resposta certa é a letra (a).
Resposta
Letra (a)