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Calcolatore di diagonalizzazione di matrici

Trova P, D e P⁻¹ per una matrice reale 2×2, poi verifica A = PDP⁻¹.

Dati di ingresso

Elaborazione nel browser.

A = [4, 1; 0, 2] → P · D · P⁻¹

Matrici reali 2×2 · fino a 6 decimali · |elemento| ≤ 1,000,000. Usa punto o virgola decimale, senza separatori di raggruppamento.

Risultato

Calcola per visualizzare il risultato.

Come si usa

  1. Inserisci i quattro elementi per righe. L'esempio [4, 1; 0, 2] funziona subito.
  2. Calcola per trovare una base di autovettori P e la corrispondente diagonale D. Leggi P per colonne.
  3. Controlla la matrice ricostruita e i residui. Copia include tutte le matrici e le verifiche. Una modifica invalida il risultato precedente.

Esempio svolto

Per A = [4, 1; 0, 2], gli autovalori sono 4 e 2. Una scelta è P = [1, −1/√5; 0, 2/√5] con D = [4, 0; 0, 2]. Moltiplicando PDP⁻¹ si ritrova A.

Limiti e interpretazione

Questo strumento gestisce matrici reali 2×2 sia non simmetriche sia simmetriche. Classifica esattamente il discriminante per i valori decimali accettati, poi usa l'aritmetica in virgola mobile per P e P⁻¹. I risultati sono approssimati; reinserire i valori arrotondati visualizzati può produrre un residuo maggiore. I residui relativi usano la norma infinito. P non viene mostrata quando κ∞(P) supera 10⁸ o un errore di verifica supera 10⁻⁸.

Domande frequenti

Un autovalore ripetuto impedisce sempre la diagonalizzazione?

No. In 2×2, λI è diagonalizzabile e questo strumento usa P = I. Una matrice non scalare con un autovalore ripetuto non è diagonalizzabile. Prova [2, 1; 0, 2].

Perché un'altra risposta può avere una P diversa?

Gli autovettori possono essere riscalati, cambiati di segno o riordinati. Gli elementi corrispondenti di D devono combaciare con le colonne di P.

Sono supportate matrici 3×3 o complesse?

No. Un discriminante negativo significa che non c'è diagonalizzazione sui reali. Può comunque esistere una diagonalizzazione complessa, ma qui non viene calcolata.

Fonti

TU Delft / Universiteit Leiden · Diagonalisation §7.2