background image

dr hab. Leszek Gasiński, prof. UJ

Uniwersytet Jagielloński

Instytut Informatyki

———

ul. Łojasiewicza 6

30-348 Kraków

Algebra Liniowa I

Semestr zimowy

Zestaw ćwiczeń 14

Kraków, 21.01.2014

1

XIV. Wartości i wektory własne.

Zadanie 14.1. (Wartości i wektory własne)
Dla poniższych macierzy wyznacz ich wartości własne wraz z ich krotnościami algebraicznymi i geome-
trycznymi oraz wektory własne im odpowiadaj¸

ace.

A

1

=


2

1

0

6

1

6

1


,

A

2

=


5

4

2

2

1

1

0


,

A

3

=


10

19 6

5

10 4

3

7 4


,

A

4

=


0

7 10

1

6

6

1

4

3


,

A

5

=


5 8

0

2 3

0

1 2 1


,

A

6

=


4

2

2

2

4

0

0

2


,

A

7

=


1

2

2

1

5

6

2

2

3


,

A

8

=


6 6

2 4

6 8


,

B

1

=


10

1 8 11

2 1

7

6

2 6

4

1 3

8


,

B

2

=


1

4 2

1

2 1

7

0

4 2

4

2

0 1

4


,

B

3

=


5

4 6 3

2 1 7

4

4 6 0

3

0 2 5


,

B

4

=


11

2

9

2

0

4

1

0

1

8

1

4

1

4


,

B

5

=


6

12 9

1

1

3 3

4

4

9 8

3

4

8 8


,

B

6

=


5

13 12 7

1

1

3

1

1

4

4

2

5

4


,

B

7

=


1

2

6 2

1

3 0

1

1

4 1

3

8 2


,

B

8

=


10

9

13

2

3

2

4

1

1

2

3

2

3

4

5


.

B

9

=


21 30 28

8

11

4

10

4

4

3

6

8

12

0

11


,

B

10

=


2

0

0

4

4

1

0

2

8

6

6

3


.

Zadanie 14.2. (Zastosowanie twierdzenia Cayley’a-Hamiltona)
Stosując twierdzenie Cayley’a-Hamiltona wyzanczyć macierze odwrotne, drugie oraz trzecie potęgi macie-
rzy z zadania poprzedniego.

background image

dr hab. Leszek Gasiński, prof. UJ

Uniwersytet Jagielloński

Instytut Informatyki

———

ul. Łojasiewicza 6

30-348 Kraków

Algebra Liniowa I

Semestr zimowy

Zestaw ćwiczeń 14

Kraków, 21.01.2014

2

Odpowiedź:

wielom. charakt.

wart. wł. krotności

wektory własne

A

1

−λ

3

+ 2λ

2

λ

− 2

1

1

[1,

3, −2]

1

1

[

111]

2

1

[

101]

A

2

−λ

3

+ 4λ

2

− 5λ + 2

1

1 + 1

[110][101]

2

1

[421]

A

3

−λ

3

+ 4λ

2

− 5λ + 2

1

2

[532]

2

1

[421]

A

4

−λ

3

− 3λ

2

− 3λ − 1

1

3

[421]

A

5

−λ

3

− 3λ

2

− 3λ − 1

1

1 + 2

[001][210]

A

6

−λ

3

+ 4λ

2

− 6λ + 4

2

1

[011]

1 + i

1

[

3
5

i

5

10]

1

− i

1

[

3
5

+

i

5

10]

A

7

−λ

3

+ 3λ

2

− λ − 5

2 + i

1

[

1,

3
2

+

i

2

1]

2

− i

1

[

1,

3
2

i

2

1]

1

1

[011]

A

8

−λ

3

+ 4λ

2

− 14λ + 20

1 + 3i

1

[1,

1
2

i

2

1]

1

− 3i

1

[1,

1
2

+

i

2

1]

2

1

[011]

B

1

λ

4

− 2λ

3

− λ

2

+ 2λ

1

1

[3021]

0

1

[2111]

1

1

[5142]

2

1

[1101]

B

2

λ

4

− 3λ

3

+ 2λ

2

0

2

[3021]

1

1

[5142]

2

1

[1101]

B

3

λ

4

− 4λ

3

+ 4λ

2

0

2

[3021]

2

2

[1101]

B

4

λ

4

− 2λ

3

+ 2λ

− 1

1

1

[2111]

1

3

[

1101]

B

5

λ

4

− 4λ

3

+ 6λ

2

− 4λ + 1

1

2 + 2

[

41, −20][3021]

B

6

λ

4

− 4λ

3

+ 6λ

2

− 4λ + 1

1

3 + 1

[5101][3010]

B

7

λ

4

− 4λ

3

+ 6λ

2

− 4λ + 1

1

4

[

41, −21]

B

8

λ

4

+ 2λ

2

+ 1

i

2

[

− i, 1 + i, 01][2 + 3i, −2i, 10]

−i

2

[

4 + i, − i, 01][2 − 3i, 2i, 10]

B

9

λ

4

− 4λ

3

+ 14λ

2

− 20λ + 25

1 + 2i

2

[

i

2

,

1
2

+

i

2

01][

3
2

+

3i

2

1

− i, 10]

1

− 2i

2

[

2 +

i

2

,

1
2

i

2

01][

3
2

3i

2

1 + i, 10]

B

10

λ

4

− 4λ

3

+ 14λ

2

− 20λ + 25

1 + 2i

1

[

1
4

+

i

4

,

1
2

,

1
2

1]

1

− 2i

1

[

1
4

i

4

,

1
2

,

1
2

1]