Seja . Calcule:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma matriz dada e precisa calcular . Isso está no campo da álgebra linear, especificamente lidando com potências de matrizes. Para isso, vamos precisar entender como elevar uma matriz a potências altas de forma eficiente, possivelmente usando propriedades de matrizes triangulares.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar a matriz :
Notamos que é uma matriz triangular superior, ou seja, todos os elementos abaixo da diagonal principal são zero.

Passo 3

Uma propriedade útil das matrizes triangulares superiores é que suas potências também são triangulares superiores, e os elementos na diagonal se elevam às potências correspondentes. Então, será:
Onde os asteriscos representam valores que não precisamos calcular para encontrar .

Passo 4

Vamos focar nos elementos da diagonal, já que eles nos darão a principal informação para :
Pois qualquer número elevado a uma potência par fica positivo, e 1 elevado a qualquer potência é 1.

Passo 5

Agora, observando a estrutura da matriz original, percebemos que os elementos fora da diagonal não afetam o valor na diagonal ao elevar a matriz a uma potência. Portanto, para , apenas os elementos diagonais mudam, e os outros permanecem conforme a estrutura triangular.

Passo 6

Assim, montamos com os elementos da diagonal elevados a 100 e os demais permanecendo na mesma posição:
Simplificando:

Resposta

A matriz é:

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