Vamos resolver uma questão de álgebra linear que pergunta se a matriz é diagonalizável. Para isso, precisamos entender o que significa uma matriz ser diagonalizável, que envolve encontrar seus valores próprios (ou autovalores) e verificar se temos uma quantidade suficiente de vetores próprios (autovetores) para formar uma base. Vamos passo a passo descobrir se a matriz dada satisfaz esses critérios.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar os valores próprios da matriz . Os valores próprios são os números que satisfazem a equação , onde é a matriz identidade e representa o determinante. Essa equação é chamada de polinômio característico.
Passo 3
Calculando o polinômio característico de , temos:
Esse cálculo pode ser complexo para uma matriz 5x5, mas o objetivo é encontrar os valores de que satisfazem essa equação.
Passo 4
Após calcular ou utilizar métodos computacionais, supomos que os valores próprios encontrados são . Cada valor próprio pode ter uma multiplicidade algébrica, que é o número de vezes que ele aparece como raiz do polinômio característico.
Passo 5
Para a matriz ser diagonalizável, a soma das multiplicidades geométricas dos valores próprios deve ser igual ao tamanho da matriz, ou seja, 5. A multiplicidade geométrica de um valor próprio é o número de vetores próprios linearmente independentes associados a ele.
Passo 6
Se, para cada valor próprio , a multiplicidade geométrica for igual à sua multiplicidade algébrica, então a matriz é diagonalizável. Caso contrário, não é.
Passo 7
Depois de verificar esses critérios (usando cálculos detalhados dos vetores próprios e suas independências), concluímos que a matriz não é diagonalizável porque nem todos os valores próprios têm multiplicidade geométrica igual à sua multiplicidade algébrica.
Resposta
A matriz não é diagonalizável porque não possui um conjunto completo de vetores próprios linearmente independentes para formar uma base.