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Aula 6 – Autovetores e Autovalores Prof. Me. Arthur F. E. Lucena ÁLGEBRA LINEAR mailto:prof.arthurlucena@uninga.edu.br 03/10/2022 2 LIVRO DE REFERÊNCIA STEINBRUCH, A.; WINTERLE, P. Álgebra Linear. São Paulo: Pearson, 1995. 03/10/2022 3 AUTOVETORES E AUTOVALORES Autovetor Operador linear: é uma transformação linear de mesmo domínio e contradomínio Seja 𝑇: 𝑉 → 𝑉 um operador linear. Um vetor 𝑣 ∈ 𝑉 , sendo 𝑣 ≠ 0, é um vetor próprio, vetor característico ou autovetor do operador T se existe 𝜆 ∈ ℝ tal que 𝑇 𝑣 = 𝜆𝑣 Autovalor O número real 𝜆 é denominado valor próprio, valor característico ou autovalor de T associado ao autovetor 𝑣. 03/10/2022 4 AUTOVETORES E AUTOVALORES - Em outras palavras, um vetor 𝒗 ≠ 𝟎 é vetor próprio se a imagem 𝐓(𝒗) for um múltiplo escalar de 𝒗. - Graficamente, no ℝ2 e no ℝ3, 𝑣 e T(𝑣) têm a mesma direção. - Dependendo do valor do autovalor 𝜆, o operador T dilata 𝒗, contrai 𝒗, inverte o sentido de 𝒗, ou o anula (no caso de 𝜆 = 0) 𝒗 é Autovetor → 𝒗 não é Autovetor 03/10/2022 5 AUTOVETORES E AUTOVALORES 03/10/2022 6 DETERMINAÇÃO DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES Determinação de autovalores 03/10/2022 7 DETERMINAÇÃO DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES Determinação de autovalores 03/10/2022 8 DETERMINAÇÃO DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES Determinação de autovalores 03/10/2022 9 DETERMINAÇÃO DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES Determinação de autovalores 03/10/2022 10 DETERMINAÇÃO DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES Determinação de autovalores - A equação det 𝐴 − 𝜆𝐼 = 0 é denominada equação característica do operador T ou da matriz A, e suas raízes são os valores próprios do operador T ou da matriz A. O determinante det 𝐴 − 𝜆𝐼 é um polinômio em 𝜆 denominado polinômio característico. Determinação de autovetores - A substituição de 𝜆 pelos seus valores no sistema homogêneo de equações lineares permite determinar os autovetores. 03/10/2022 11 EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 01 03/10/2022 12 EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 02 03/10/2022 13 EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 03 03/10/2022 14 PROPRIEDADES DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES I. Se v é o autovetor associado ao autovalor 𝜆 de um operador linear T, o vetor α𝑣, para qualquer real α ≠ 0, é também autovetor de T associado ao mesmo 𝜆. 03/10/2022 15 PROPRIEDADES DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES II. Se 𝜆 é um autovalor de um operador linear 𝑇: 𝑉 → 𝑉, o conjunto 𝑆𝜆 de todos os vetores 𝑣 ∈ 𝑉, inclusive o vetor nulo, associados ao autovalor 𝜆 é um subespaço vetorial de V. 03/10/2022 16 PROPRIEDADES DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES 03/10/2022 17 PROPRIEDADES DOS AUTOVETORES E AUTOVALORES III. Matrizes semelhantes têm o mesmo polinômio característico e, por isso, os mesmos autovalores.