MediuPolinoameClasa 11

Problemă rezolvată de Polinoame

MediuPolinoameMatrici
Fie matricea A=(1234)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}. Să se determine polinomul caracteristic pA(λ)p_A(\lambda) și să se verifice că AA satisface ecuația sa caracteristică (teorema Cayley-Hamilton). Apoi, folosind această teoremă, să se calculeze inversa matricei AA.

Rezolvare completă

10 puncte · 3 pași
13 puncte
Polinomul caracteristic este pA(λ)=det(AλI)=det(1λ234λ)=(1λ)(4λ)6=λ25λ2p_A(\lambda) = \det(A - \lambda I) = \det \begin{pmatrix} 1-\lambda & 2 \\ 3 & 4-\lambda \end{pmatrix} = (1-\lambda)(4-\lambda) - 6 = \lambda^2 - 5\lambda - 2.
24 puncte
Conform teoremei Cayley-Hamilton, pA(A)=0p_A(A) = 0, adică A25A2I2=O2A^2 - 5A - 2I_2 = O_2. Verificăm: A2=(1234)(1234)=(7101522)A^2 = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 7 & 10 \\ 15 & 22 \end{pmatrix}, apoi A25A2I2=(7101522)5(1234)2(1001)=(7101522)(5101520)(2002)=(0000)A^2 - 5A - 2I_2 = \begin{pmatrix} 7 & 10 \\ 15 & 22 \end{pmatrix} - 5 \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} - 2 \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 7 & 10 \\ 15 & 22 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 5 & 10 \\ 15 & 20 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 2 & 0 \\ 0 & 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 0 \end{pmatrix}.
33 puncte
Din A25A2I2=O2A^2 - 5A - 2I_2 = O_2, putem scrie A(A5I2)=2I2A(A - 5I_2) = 2I_2, deci A1=12(A5I2)=12((1234)(5005))=12(4231)=(213212)A^{-1} = \frac{1}{2}(A - 5I_2) = \frac{1}{2} \left( \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 5 & 0 \\ 0 & 5 \end{pmatrix} \right) = \frac{1}{2} \begin{pmatrix} -4 & 2 \\ 3 & -1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2 & 1 \\ \frac{3}{2} & -\frac{1}{2} \end{pmatrix}.

Ai rezolvat această problemă?

Trimite soluția ta și primește feedback AI detaliat — vezi exact unde ai greșit și cum să îmbunătățești.

Vreau evaluare AI — e gratuit

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.

62 zile până la BAC

Pregătește-te la Polinoame cu AI

Rezolvă probleme pe hârtie, fotografiază și primește feedback instant de la AI — ca de la un profesor.

Vreau evaluare AI pe soluția mea

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.