Latihan 7 : Similaritas, Pendiagonalan Matriks, Polinom Matriks

Transkripsi

1 Latihan 7 : Similaritas, Pendiagonalan Matriks, Polinom Matriks 6. Tentukan polinomial karakteristik dari matriks transformasi A=. Andaikan A adalah matriks persegi berdimensi x. Polinom karakteristik dari matriks A adalah P(λ) = A λi = λ + bλ + c. Tunjukkan bahwa b = trace(a) dan c = det(a). x y. Andaikan matriks transformasi T =. Syarat apa yang harus dipenuhi z t untuk x, y, z, dan t, jika matriks transformasi T tersebut: (a) mempunyai dua buah akar karakteristik (eigenvalue) real yang berbeda. (b) hanya mempunyai satu buah akar karakteristik. (c) tidak mempunyai akar karakteristik real.. Tentukan akar dan vektor karakteristik (eigen value and eigen vectors) dari matriks transformasi B = 7.. Buktikan bahwa matriks A dan A T mempunyai akar karakteristik yang sama 6. Andaikan berturut-turut X, X,.., Xn adala vektor karakteristik dari akar-akar karakteristik yang berbeda λ, λ,.., λn dari suatu matriks transformasi A, buktikan bahwa vektor-vektor X, X,.., Xn adalah bebas linear (linearly independence). 7. Jika λ, λ,.., λn adalah akar-akar karakteristik dari suatu matriks transformasi A, serta k adalah sembarang skalar, tunjukkan bahwa kλ, kλ,.., kλn adalah akarakar karakteristik dari suatu matriks transformasi ka 8. Jika X adalah vektor satuan (unit vector) dan AX = λx, buktikan bahwa X T AX = λ. 9. Jika D adalah matrks diagonal, tunjukkan bahwa akar-akar karakteristik dari matriks D adalah elemen-elemen diagonal matriks D tersebut, dan vektor-vektor invariannya adalah basis natural {e}.. Andaikan matriks A = dan matriks B =. Tunjukkan bahwa A dan B mempunyai akar karakteristik yang sama, tetapi A dan B tidak similar. Andaikan A dan B adalah matriks yang similar. Buktikan bahwa : (a) A T dan B T adalah similar

2 (b) A invertibel jika dan hanya jika B invertibel. Jika A similar B, buktikan bahwa A - juga similar dengan B -. if A and B are similar, prove that A and B have same characteristics root (eigen value). JIka matriks persegi A berdimensi nxn mempunyai n vektor invariant yang bebas linear, buktikan bahwa mariks A similar dengan matriks diagonal. Jika A similar dengan B, dan B similar dengan C, buktikan bahwa A similar dengan C 6. Apakah matiks A berikut ini diagonalisabel?. Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = D (matriks diagonal yang mempunyai elemen diagonal akar karakteristik dari A). (a) A = (b) A = (c) A = 7. Diketahui matriks transformasi A =. Apakah A diagonalisabel?. Jika matriks transformasi A tersebut diagonalisabel, carilah matriks nonsingular P sedemikian hingga P - AP = D (matriks diagonal yang mempunyai elemen diagonal akar karakteristik dari A). 8. Andaikan transformasi T : R R dengan rumus transformasinya adalah x x y z T y = x y z. Tentukan nilai eigen dan vektor eigen dari matriks z x y z transformasi T tersebut. Apakah matriks T diagonalisabel? Jika ya, cari matriks P sedemikian hingga P - TP = D, dengan D adalah matriks diagonal dengan elemen-elemennya akar karakteristik dari T a b 9. Andaikan diketahui matriks A =. Syarat apa yang harus dipenuhi bagi a, c d b, c, dan d, supaya matriks A tersebut diagonalisabel (dapat didiagonalkan)?

3 . Apakah matriks A = diagonalisabel?. Jika ya, cari matriks P sedemikian hingga P - AP = D, dengan D adalah matriks diagonal dengan elemenelemennya akar karakteristik dari A. Andaikan matriks A =. Apakah A diagonalisabel?, jika ya, cari P sehingga P - AP = D (diagonal).. Diketahui matriks transformasi A =. Apakah A diagonalisabel?. Jika matriks transformasi A tersebut diagonalisabel, carilah matriks nonsingular P sedemikian hingga P - AP = D (matriks diagonal yang mempunyai elemen diagonal akar karakteristik dari A).. Diketahui matriks transformasi A =. Apakah matriks A diagonalisabel? Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = Diagonal. Apakah matriks A = diagonalisabel?. Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = D (matriks diagonal).. Apakah matriks A = diagonalisabel?. Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = D (matriks diagonal). 6. Diketahui matrik transformasi A =. Apakah matriks A diagonalisabel? Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = Diagonal 7. Jika matriks transformasi A adalah matriks simetri, serta X dan X adalah vektor karakteristik (eigen vectors) dari matriks A yang berasal dari akar karakteristik yang berbeda, buktikan bahwa X dan X adalah saling orthogonal.

4 8. Andaikan matriks transformasi A = 7. Untuk matriks A tersebut, mengapa pasti terdapat matriks orthogonal R sedemikian hingga R T AR = D (matriks diagonal yang elemen diagonalnya akar karakteristik dari A)?. Kemudian carilah matriks R tersebut. 9. Andaikan matriks transformasi B =. Untuk matriks B tersebut, mengapa pasti terdapat matriks orthogonal R sedemikian hingga R T BR = D (matriks diagonal yang elemen diagonalnya akar karakteristik dari B)?. Kemudian carilah matriks R tersebut.. Diketahui matrik transformasi A =. (a) Apakah matriks A diagonalisabel? Jika ya, carilah matriks P sedemikian hingga P - AP = Diagonal (b) Untuk matriks A tersebut di atas, tentukan juga matriks ortogonal R sedemikian hingga R T AR = diagonal. Andaikan matriks transformasi A =. Carilah matriks ortogonal P yang mendiagonalkan matriks A sedemikian hingga P T AP = D. Andaikan matriks transformasi B =. Carilah matriks ortogonal R sehingga R T BR = D (diagonal)... Carilah matriks ortogonal P sedemikian hingga P T AP = D (matriks diagonal), jika A =. Carilah matriks ortogonal P sedemikian hingga P T AP = D (matriks diagonal), jika A =

5 . Andaikan matriks transformasi A =. Carilah matriks ortogonal P yang mendiagonalkan matriks A sedemikian hingga P T AP = D 6. Cari matriks ortogonal R dan matriks diagonal D sedemikian hingga R T AR = D, jika A = 6 7. Jika A adalah matriks simetri dan P adalah matriks orthogonal, tunjukkan bahwa P - AP adalah matriks simetri. 8. Tentukan polinom karakteristik dan polinom minimum dari matriks : (a) P = (b) Q = 7 9. Tentukan polinom karakteristik dan polinom minimum dari matriks : (a) A = (b) B = 6 8 (c) C = 7. Diketahui matriks A = dan B =. (a) Carilah masing-masing polinom karakteristik dari matriks A dan matriks B. (b) Carilah masing-masing plinom minimum dari matriks A dan matriks B. (c) Apa yang dapat disimpulkan dari hasil (a) dan (b) tersebut?. Diketahui matriks transformasi A =. Carilah : (a). Polinom karakteristik dari A.

6 (b). Polinom minimum dari A. (c). berdasarkan hasil (a) atau (b) tersebut, cari invers dari A.. Tunjukkan bahwa matriks A dan A T mempunyai polinomial minimum yang sama