👤

Se consideră matricea [tex]$A(a)=\left(\begin{array}{ccc}1 & a & 2 \\ a & i & a \\ -1 & a & -1\end{array}\right)$[/tex], unde [tex]$i^{2}=-1$[/tex] şi [tex]$a$[/tex]este număr real.

[tex]$5 p$[/tex] a) Arătaţi că [tex]$\operatorname{det}(A(0))=i$[/tex].

[tex]$5 p$[/tex] b) Demonstrați că, pentru orice număr real [tex]$a$[/tex], matricea [tex]$A(a)$[/tex] este inversabilă.

c) Calculați [tex]$\underbrace{A(0) \cdot A(0) \cdot A(0) \cdot \ldots \cdot A(0)}_{\text {de } 2020 \text { ori } A(0)}$[/tex].


Răspuns :

[tex]A(a)=\left(\begin{array}{ccc}1 & a & 2 \\ a & i & a \\ -1 & a & -1\end{array}\right)[/tex]

a)

det(A(0))=i

Calculam det(A(0)), inlocuind pe a cu 0, iar apoi adaugam primele doua linii ale determinantului

[tex]det(A(0))=\left|\begin{array}{ccc}1 & 0 & 2 \\ 0 & i & 0 \\ -1 & 0& -1\end{array}\right|[/tex]

                       1     0     2

                       0     i     0

det(A(0))=(-i+0+0)-(-2i+0+0)=-i+2i=i

b)

Matricea A(a) este inversabila daca det(A(a)) este diferit de zero

[tex]det(A(a))=\left|\begin{array}{ccc}1 & a& 2 \\ a& i & a\\ -1 & a& -1\end{array}\right|[/tex]

                       1      a     2

                       a      i      a

det(A(a))=(-i+2a²-a²)-(-2i+a²-a²)=a²-i+2i=a²+i

Daca a²+i=0

a²=-i, nu se poate pentru ca a∈R⇒ a²+i≠0⇒ matricea A(a) este inversabila

c)

Calculam A(0)·A(0)

[tex]A(0)\cdot A(0)=\left(\begin{array}{ccc}1 & 0& 2 \\ 0& i & 0\\ -1 & 0& -1\end{array}\right)\cdot \left(\begin{array}{ccc}1 & 0& 2 \\ 0& i & 0\\ -1 & 0& -1\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}-1 & 0& 0\\ 0& i^2 & 0\\ 0 & 0& -1\end{array}\right)[/tex]

[tex]A(0)\cdot A(0)=\left(\begin{array}{ccc}-1 & 0& 0\\ 0&-1 & 0\\ 0 & 0& -1\end{array}\right)=-I_3\\\\[/tex]

[tex]\underbrace{A(0) \cdot A(0) \cdot A(0) \cdot \ldots \cdot A(0)}_{\text {de } 2020 \text { ori } A(0)}=\underbrace{-I_3 \cdot (-I_3) \cdot (-I_3) \cdot \ldots \cdot (-I_3)}_{\text {de } 1010 \text { ori } (-I_3)}=I_3[/tex]

Un alt exercitiu cu matrice inversabila gasesti aici: https://brainly.ro/tema/4614480

#BAC2022