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Esercizio

  

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Sia $f: R ^3 \rightarrow R ^3$ l'applicazione lineare la cui matrice rispetto alla base canonica è

$$
\left(\begin{array}{ccc}
1 & 0 & 0 \\
0 & t & 1-t \\
2 t-1 & t & t
\end{array}\right)
$$

a) Discutere per quali valori di $t \in R$ l'endomorfismo $f$ è diagonalizzabile.
b) Per $t=1$, determinare il sottospazio $V_1 \cap W$, dove $V_1$ è l'autospazio relativo all'autovalore $\lambda=1$ e $W$ è il sottospazio generato dall'equazione $y+z=0$.

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Avrei bisogno di aiuto in questo esercizio di geometria 1

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1

La matrice è diagonalizzabile se la molteplicità algebrica degli autovalori è uguale a quella geometrica. in questo caso potremmo pensare che basti ottenere 3 autovalori distinti. Un autovalore è chiaramente $\lambda_1=1$, come si evince guardando la prima riga. quindi basta studiare gli autovalori della sottomatrice formata dagli elementi 2-2, 2-3, 3-2, 3-3,

Pertanto vanno studiate le radici in $\lambda$ del polinomio

$(t-\lambda)^2-t(1-t)=0$

al variare del parametro $t$

Si giunge a:

$\lambda_2=t+\sqrt{t(1-t)}$

e

$\lambda_3=t-\sqrt{t(1-t)}$

Per l'esistenza della radice quadrata risulta che $0 \leq t \leq 1$

Il valore $t=0$ restituisce $\lambda_2=\lambda_3=0$ e a questo punto avresti un autovalore con molteplicità agebrica pari a $2$. Andrebbe studiata la molteplicità geometrica, ma è semplice vedere che la molteplicità geometrica è anch'essa pari a 2, quindi il valore $t=0$ va bene.

Anche il valore $t=1$ restituisce $\lambda_2=\lambda_3=1$. Adesso la molteplicità algebrica è pari a 3. La molteplicità geometrica (te lo lascio per esercizio) purtroppo è pari a 2 e quindi questo valore non va bene.

Per tutti i restanti valori accettabili di $t$ ottieni tre autovalori distinti e quindi la matrice risulta diagonalizzabile.

Spero di non avere sbagliato i conti...

 



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SOS Matematica

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