Seja um operador linear cujo polinômio característico é
(a) Quais são as possibilidades para e ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um operador linear e o polinômio característico dele é . Isso significa que os autovalores de são 4 e -2, com multiplicidades algébricas 2 e 4, respectivamente. Nosso objetivo aqui é descobrir quais são as possibilidades para as dimensões dos espaços próprios e . Para isso, vamos precisar entender sobre multiplicidade algébrica e geométrica dos autovalores.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a multiplicidade algébrica de um autovalor é o número de vezes que ele aparece como raiz no polinômio característico. No nosso caso:
  • O autovalor 4 tem multiplicidade algébrica 2.
  • O autovalor -2 tem multiplicidade algébrica 4.

Passo 3

Agora, a multiplicidade geométrica de um autovalor é basicamente a dimensão do espaço próprio associado a ele, ou seja, . E tem uma regra importante: a multiplicidade geométrica de cada autovalor é sempre pelo menos 1 e no máximo igual à sua multiplicidade algébrica.

Passo 4

Aplicando isso aos nossos autovalores:
  • Para , a multiplicidade geométrica pode ser 1 ou 2.
  • Para , a multiplicidade geométrica pode ser 1, 2, 3 ou 4.

Resposta

As possíveis dimensões são:
  • ou
  • , , ou

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