FICHA MII-A2-P05

Matriz con √5: inversa y valores de λ

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TipoSecundaria Dificultad Puntos10 pts · a)4 + b)3 + c)3 Tiempo máx.28 min Media20 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónSolución del material De fuente real
Material necesario — Material: calculadora científica. No hace falta ningún formulario: las fórmulas necesarias están en «Teoría básica».
Prerrequisitos
  • Si Aᵗ·A = k·I (k ≠ 0), entonces A⁻¹ = (1/k)·Aᵗ
  • A − λI no tiene inversa si y solo si |A − λI| = 0
  • Si B⁻¹ = Bᵗ, entonces |B|² = 1, luego |B| = ±1

Se da la matriz A = (√5 0 0 ; 0 1 −2 ; 0 2 1). Obtén razonadamente, escribiendo todos los pasos: Notación: en el texto las matrices se escriben por filas, separadas por «;». Por ejemplo, (1 2 ; 3 4) es la matriz de filas (1 2) y (3 4).

a La comprobación de que A⁻¹ = 5⁻¹·Aᵗ, siendo Aᵗ la traspuesta de A. [4]
b Los valores reales del parámetro λ para los que la matriz A − λI no tiene inversa, siendo I la identidad de orden 3. [3]
c El determinante de una matriz cuadrada B cuyo determinante es mayor que 0 y que verifica la igualdad B⁻¹ = Bᵗ. [3]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Si Aᵗ·A = k·I entonces A⁻¹ = Aᵗ/k; si k = 1, la matriz es ortogonal (A⁻¹ = Aᵗ).
  • Los valores λ que anulan |A − λI| son los autovalores; con raíces complejas no hay valores reales.
  • Matrices con B⁻¹ = Bᵗ tienen determinante ±1.
Refuerzo
Libro — SM Revuela, Matemáticas II (LOMLOE) — Situación de aprendizaje 1.2 Determinantes. · SM Revuela, Matemáticas II (LOMLOE) — Situación de aprendizaje 1.1 Matrices.
Cuadernillo — Tus apuntes de determinantes (Material/Algebra/apuntes determinantes).
Vídeo — ↗ — «»
Apartado a) — Aᵗ·A = (5 0 0 ; 0 5 0 ; 0 0 5) = 5I. Multiplicando por A⁻¹ por la derecha, Aᵗ = 5A⁻¹, luego A⁻¹ = 5⁻¹·Aᵗ. (|A| = 5√5 ≠ 0, así que A es invertible.)
Apartado b) — |A − λI| = (√5 − λ)((1 − λ)² + 4) = 0. Como (1 − λ)² + 4 > 0 siempre, solo λ = √5. A − λI no tiene inversa únicamente para λ = √5.
Apartado c) — B⁻¹ = Bᵗ → |B⁻¹| = |Bᵗ| → 1/|B| = |B| → |B|² = 1 → |B| = ±1; como |B| > 0, |B| = 1.