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Exercício 9. Considere a matriz A =

2 0 0
2 1 3
0 1 3

. Encontre soluções não-triviais (isto é, com X ≠ 0̄)

dos sistemas AX = 2X e AX = 4X, onde X é uma matriz coluna 3×1. Mostre que o sistema AX = 3X
não possui solução não-trivial. Dica: é a mesma coisa dizer que AX = 2X ou que (A− 2 · I3)X = 0.

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Aprendendo com Desafios

ano passado

Respostas

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ano passado

Para encontrar soluções não triviais para os sistemas de equações lineares dados, podemos usar a propriedade de que AX = λX, onde λ é um escalar e X é um vetor não nulo. Para o sistema AX = 2X, precisamos encontrar os autovetores associados ao autovalor 2 da matriz A. Para o sistema AX = 4X, precisamos encontrar os autovetores associados ao autovalor 4 da matriz A. Para encontrar os autovetores, podemos resolver a equação (A - λI)X = 0, onde λ é o autovalor desejado e I é a matriz identidade. Para o sistema AX = 2X, o autovalor é 2. Substituindo na equação (A - 2I)X = 0, obtemos a matriz (A - 2I): A - 2I = 0 0 0 2 -1 3 0 1 1  Resolvendo o sistema (A - 2I)X = 0, encontramos os autovetores associados ao autovalor 2. Para o sistema AX = 4X, o autovalor é 4. Repita o processo acima para encontrar os autovetores associados ao autovalor 4. Para mostrar que o sistema AX = 3X não possui solução não trivial, podemos usar o mesmo método e verificar que não existem autovetores associados ao autovalor 3 da matriz A.

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