Calcolatrice per diagonalizzare una matrice

Diagonalizza $$$\left[\begin{array}{ccc}1 & 1 & 3\\1 & 5 & 1\\3 & 1 & 1\end{array}\right]$$$.

Innanzitutto, trova gli autovalori e gli autovettori (per i passaggi, vedi calcolatore di autovalori e autovettori).

Autovalore: $$$6$$$, autovettore: $$$\left[\begin{array}{c}1\\2\\1\end{array}\right]$$$.

Autovalore: $$$3$$$, autovettore: $$$\left[\begin{array}{c}1\\-1\\1\end{array}\right]$$$.

Autovalore: $$$-2$$$, autovettore: $$$\left[\begin{array}{c}-1\\0\\1\end{array}\right]$$$.

Forma la matrice $$$P$$$, la cui colonna $$$i$$$ è l'autovettore n. $$$i$$$: $$$P = \left[\begin{array}{ccc}1 & 1 & -1\\2 & -1 & 0\\1 & 1 & 1\end{array}\right]$$$.

Forma la matrice diagonale $$$D$$$ il cui elemento alla riga $$$i$$$, colonna $$$i$$$ è l'autovalore n. $$$i$$$: $$$D = \left[\begin{array}{ccc}6 & 0 & 0\\0 & 3 & 0\\0 & 0 & -2\end{array}\right]$$$.

Le matrici $$$P$$$ e $$$D$$$ sono tali che la matrice iniziale soddisfa $$$\left[\begin{array}{ccc}1 & 1 & 3\\1 & 5 & 1\\3 & 1 & 1\end{array}\right] = P D P^{-1}$$$.

$$$P^{-1} = \left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{6} & \frac{1}{3} & \frac{1}{6}\\\frac{1}{3} & - \frac{1}{3} & \frac{1}{3}\\- \frac{1}{2} & 0 & \frac{1}{2}\end{array}\right]$$$ (per i passaggi, vedi calcolatore della matrice inversa).

$$$P = \left[\begin{array}{ccc}1 & 1 & -1\\2 & -1 & 0\\1 & 1 & 1\end{array}\right]$$$A

$$$D = \left[\begin{array}{ccc}6 & 0 & 0\\0 & 3 & 0\\0 & 0 & -2\end{array}\right]$$$A

$$$P^{-1} = \left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{6} & \frac{1}{3} & \frac{1}{6}\\\frac{1}{3} & - \frac{1}{3} & \frac{1}{3}\\- \frac{1}{2} & 0 & \frac{1}{2}\end{array}\right]\approx \left[\begin{array}{ccc}0.166666666666667 & 0.333333333333333 & 0.166666666666667\\0.333333333333333 & -0.333333333333333 & 0.333333333333333\\-0.5 & 0 & 0.5\end{array}\right]$$$A