Calcular os valores próprios e os correspondentes vetores próprios das seguintes matrizes:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de álgebra linear! A missão aqui é encontrar os valores próprios (também chamados de autovalores) e os vetores próprios (autovetores) da matriz dada:
Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre determinantes e como encontrar raízes de polinômios característicos.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar os valores próprios. Eles são encontrados resolvendo a equação característica:
Onde
representa os valores próprios e
é a matriz identidade.
Passo 3
Vamos montar a matriz
:
Passo 4
Agora, calculamos o determinante dessa matriz:
Simplificando,
Passo 5
Precisamos resolver a equação quadrática:
Vamos usar a fórmula de Bhaskara:
Passo 6
Assim, temos dois valores para
:
Então, os valores próprios são
e
.
Passo 7
Agora, vamos encontrar os vetores próprios correspondentes a cada valor próprio. Para cada
, resolvemos
.
Vamos começar com
:
Isso nos dá o sistema:
Ambas as equações são equivalentes, então podemos escolher
, então
.
Portanto, um vetor próprio correspondente a
é:
Passo 8
Agora, para
:
O sistema fica:
Novamente, as equações são equivalentes. Se escolhermos
, então
.
Assim, um vetor próprio correspondente a
é:
Resposta
Os valores próprios da matriz
são
e
. Os vetores próprios correspondentes são
e
.