The characteristics equation is ∣ A − λ I ∣ = 0 |A-\lambda I|=0 ∣ A − λ I ∣ = 0
∣ 3 − λ 2 − 1 λ ∣ = 0 − λ ( 3 − λ ) + 2 = 0 − 3 λ + λ 2 + 2 = 0 λ 2 − 3 λ + 2 = 0 \begin{vmatrix}
3-\lambda & 2\\
-1 & \lambda
\end{vmatrix}=0\\
-\lambda(3-\lambda)+2=0\\
-3\lambda+\lambda^2+2=0\\
\lambda^2-3\lambda+2=0 ∣ ∣ 3 − λ − 1 2 λ ∣ ∣ = 0 − λ ( 3 − λ ) + 2 = 0 − 3 λ + λ 2 + 2 = 0 λ 2 − 3 λ + 2 = 0
By Cayley-Hamilton Theorem,
A 2 − 3 A + 2 I = 0 ⟹ A 2 = 3 A − 2 I A^2-3A+2I=0\\
\implies A^2=3A-2I A 2 − 3 A + 2 I = 0 ⟹ A 2 = 3 A − 2 I
A 7 = A 4 . A 3 A 7 = ( A 2 ) 2 . A 2 . A A 7 = ( 3 A − 2 I ) 2 . ( 3 A − 2 I ) . A A 7 = ( 9 A 2 − 12 A + 4 I ) ( 3 A 2 − 2 A ) A 7 = ( 9 ( 3 A − 2 I ) − 12 A + 4 I ) ( 3 ( 3 A − 3 I ) − 2 A ) A 7 = ( 27 A − 18 I − 12 A + 4 I ) ( 9 A − 6 I − 2 A ) A 7 = ( 15 A + 4 I ) ( 7 A − 6 I ) A 7 = ( 105 A 2 − 188 A + 84 I ) A 7 = ( 105 ( 3 A − 2 I ) − 188 A + 84 I ) A 7 = 315 A − 210 A − 188 A + 84 I A 7 = 127 A − 126 I A 7 = 127 ( 3 2 − 1 0 ) − 126 ( 1 0 0 1 ) A 7 = ( 381 254 − 127 0 ) − ( 126 0 0 126 ) A 7 = ( 255 254 − 127 − 126 ) A^7=A^4.A^3\\
A^7=(A^2)^2.A^2.A\\
A^7=(3A-2I) ^2.(3A-2I).A\\
A^7=(9A^2-12A+4I)(3A^2-2A)\\
A^7=(9(3A-2I)-12A+4I)(3(3A-3I)-2A) \\
A^7=(27A-18I-12A+4I)(9A-6I-2A) \\
A^7=(15A+4I)(7A-6I) \\
A^7=(105A^2-188A+84I)\\
A^7=(105(3A-2I)-188A+84I)\\
A^7=315A-210A-188A+84I\\
A^7=127A-126I\\
A^7=127\begin{pmatrix}
3&2 \\
-1&0
\end{pmatrix}-126\begin{pmatrix}
1&0 \\
0&1
\end{pmatrix}\\
A^7=\begin{pmatrix}
381&254\\
-127&0
\end{pmatrix}-\begin{pmatrix}
126&0 \\
0&126
\end{pmatrix}\\
A^7=\begin{pmatrix}
255&254 \\
-127&-126
\end{pmatrix} A 7 = A 4 . A 3 A 7 = ( A 2 ) 2 . A 2 . A A 7 = ( 3 A − 2 I ) 2 . ( 3 A − 2 I ) . A A 7 = ( 9 A 2 − 12 A + 4 I ) ( 3 A 2 − 2 A ) A 7 = ( 9 ( 3 A − 2 I ) − 12 A + 4 I ) ( 3 ( 3 A − 3 I ) − 2 A ) A 7 = ( 27 A − 18 I − 12 A + 4 I ) ( 9 A − 6 I − 2 A ) A 7 = ( 15 A + 4 I ) ( 7 A − 6 I ) A 7 = ( 105 A 2 − 188 A + 84 I ) A 7 = ( 105 ( 3 A − 2 I ) − 188 A + 84 I ) A 7 = 315 A − 210 A − 188 A + 84 I A 7 = 127 A − 126 I A 7 = 127 ( 3 − 1 2 0 ) − 126 ( 1 0 0 1 ) A 7 = ( 381 − 127 254 0 ) − ( 126 0 0 126 ) A 7 = ( 255 − 127 254 − 126 )
Comments