2. písomka - stopa a determinant pomocou vlastných hodnôt

Moderators: Martin Sleziak, Ludovit_Balko, Martin Niepel, Tibor Macko

Post Reply
Martin Sleziak
Posts: 5686
Joined: Mon Jan 02, 2012 5:25 pm

2. písomka - stopa a determinant pomocou vlastných hodnôt

Post by Martin Sleziak »

Obe skupiny
a) Dokážte, že pre $n \times n$ maticu $A$ je súčet jej vlastných hodnôt (uvažujúc násobnosť) rovný jej stope, t.j. $\lambda_1 + \lambda_2 + \dots + \lambda_n = \operatorname{sto}(A)$.

b) Dokážte, že pre $n \times n$ maticu $A$ je súčin jej vlastných hodnôt (uvažujúc násobnosť) rovný jej determinantu, t.j. $\lambda_1 \cdot \lambda_2 \cdots \lambda_n = \det(A)$.
Riešenie pomocou charakteristického polynómu:

Odvodené tu: viewtopic.php?t=642

Riešenie pomocou Jordanovho tvaru:

Viacerí ste uviedli také riešenie, že Jordanov tvar je
$J=\begin{pmatrix}
\lambda_1 & * & 0 & \dots & 0 \\
0 & \lambda_2 & * & \dots & 0 \\
& & \ddots & & \\
0 & 0 & \dots & \lambda_{n-1} & * \\
0 & 0 & \dots & 0 & \lambda_n \\
\end{pmatrix}$
pričom na pozíciach označených hviezdičkou je 0 alebo 1. Bez ohľadu na to, aké prvky sú na diagonále Jordanovho tvaru, platí $\operatorname{sto}(J)=\lambda_1+\dots+\lambda_n$ a $\det(J)=\lambda_1\dots\lambda_n$.

Pretože podobné matice majú rovnaký determinant aj rovnakú stopu, dostávame potom $\operatorname{sto}(A)=\operatorname{sto}(J)=\lambda_1+\dots+\lambda_n$ a $\det(A)=\det(J)=\lambda_1\dots\lambda_n$.

(Ak ste uviedli takéto riešenie, očakával by so, že odvodíte aj to, že podobné matice majú naozaj rovnaký determinant. Pri opravovaní som však uznal úlohu za plný počet aj ak ste tento fakt použili bez zdôvodnenia.)
Post Reply