Calculadora de Polinômio Característico

Calcule det(λI − A) com a Calculadora de Polinômio Característico do MiniWebtool. Uma matriz quadrada de 2×2 a 6×6 gera formas expandidas e fatoradas do polinômio, autovalores com multiplicidades e etapas detalhadas da matriz.

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Calculadora de Polinômio CaracterísticoExperimente agora — grátis ▼

Polinômio característico: det(A − λI) = 0 dá os autovalores

Digite abaixo uma matriz quadrada para obter seu polinômio característico, os autovalores e os passos da expansão por cofatores.

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Calculadora de Polinômio Característico

A Calculadora de Polinômio Característico computa o polinômio característico $p(\lambda) = \det(\lambda I - A)$ de qualquer matriz quadrada de 2×2 a 6×6. Insira os valores da sua matriz e obtenha instantaneamente o polinômio nas formas expandida e fatorada, autovalores com multiplicidades, uma tabela de análise de coeficientes, um gráfico de polinômio interativo e uma solução completa passo a passo com fórmulas renderizadas via MathJax.

Resumo rápido

Calculadora de Polinômio Característico calcula p(λ) = det(λI − A) para uma matriz quadrada de 2×2 a 6×6. Retorna o polinômio na forma expandida e fatorada, com autovalores, multiplicidades e passos resolvidos.

Calculadora de Polinômio Característico: recursos em resumo
Recurso	O que você obtém	Indicado para
Tamanho da matriz	Matrizes quadradas de 2×2 a 6×6, redimensionadas com os botões de mais e menos e preenchidas em uma grade de células.	Problemas de álgebra linear de pequeno a médio porte
Formas do polinômio	Mostra p(λ) tanto expandido quanto fatorado.	Ler as raízes diretamente da forma fatorada
Autovalores	Lista cada autovalor com sua multiplicidade, incluindo raízes repetidas e complexas.	Encontrar as raízes da equação característica
Tabela de coeficientes	Uma tabela de análise dos coeficientes com as relações de traço e determinante.	Conferir os resultados com o traço e o determinante
Gráfico do polinômio	Um gráfico interativo que mostra onde p(λ) cruza o zero.	Ver os autovalores reais como raízes
Solução passo a passo	Percorre desde a formação de A − λI até a verificação final, com um navegador de passos e um botão de reprodução automática.	Aprender o método ou conferir uma tarefa do curso
Matrizes de exemplo	Predefinições para uma 2×2, uma 3×3 simétrica, λ repetido, λ complexo e uma 4×4 triangular superior.	Testar a ferramenta antes de inserir os próprios dados

O Que É o Polinômio Característico?

O polinômio característico de uma matriz $n \times n$ denominada $A$ é definido como:

$$p(\lambda) = \det(\lambda I - A)$$

Este é um polinômio de grau $n$ em $\lambda$, e suas raízes são exatamente os autovalores de $A$. O polinômio característico codifica invariantes fundamentais da matriz: seu traço é igual ao negativo do coeficiente de $\lambda^{n-1}$, e seu determinante é igual ao termo constante (dependendo do sinal). Pelo teorema de Cayley–Hamilton, toda matriz quadrada satisfaz sua própria equação característica: $p(A) = 0$.

Conceitos Chave

🔢

Autovalores

Raízes de p(λ) = 0. São os valores λ onde det(A − λI) = 0.

∑

Traço = Σλᵢ

A soma das entradas da diagonal é igual à soma de todos os autovalores.

∏

Det = ∏λᵢ

O determinante é igual ao produto de todos os autovalores.

📜

Cayley–Hamilton

Toda matriz satisfaz sua própria equação característica: p(A) = 0.

Fórmulas do Polinômio Característico por Tamanho

Calculadora de Polinômio Característico: Fórmulas do Polinômio Característico por Tamanho
Tamanho	Polinômio Característico p(λ)	Propriedades Chave
2×2	$\lambda^2 - \text{tr}(A)\lambda + \det(A)$	Sempre grau 2; duas raízes (reais ou par conjugado complexo)
3×3	$\lambda^3 - \text{tr}(A)\lambda^2 + (\text{soma dos menores 2×2})\lambda - \det(A)$	Pelo menos uma raiz real garantida
n×n	$\det(\lambda I - A) = \lambda^n - s_1\lambda^{n-1} + s_2\lambda^{n-2} - \ldots$	$s_k$ = soma de todos os menores principais k×k

Aplicações do Polinômio Característico

Calculadora de Polinômio Característico: Aplicações do Polinômio Característico
Campo	Aplicação	Como o Polinômio Característico Ajuda
Equações Diferenciais	Resolução de sistemas de EDO lineares	Autovalores de p(λ) determinam modos de solução (crescimento, decaimento, oscilação)
Teoria de Controle	Análise de estabilidade do sistema	Raízes do polinômio característico indicam modos estáveis vs instáveis
Mecânica Quântica	Níveis de energia de sistemas	Autovalores da matriz Hamiltoniana são estados de energia mensuráveis
Teoria dos Grafos	Análise espectral de grafos	O polinômio característico da matriz de adjacência codifica a estrutura do grafo
Análise de Vibração	Frequências naturais	Autovalores fornecem as frequências ressonantes de sistemas mecânicos
Ciência de Dados	PCA / redução de dimensionalidade	Os maiores autovalores identificam os componentes principais em matrizes de covariância

Como Usar a Calculadora de Polinômio Característico

Escolha o tamanho da matriz: Use os botões +/− para selecionar uma matriz de 2×2 a 6×6. Ou clique em um exemplo rápido para carregar uma matriz predefinida.
Insira os valores da matriz: Digite os números na grade da matriz. Use Tab ou as teclas de seta para navegar entre as células. As células da diagonal são destacadas em azul para ajudar na orientação.
Clique em Calcular: A calculadora forma a matriz (A − λI), computa o determinante simbolicamente para produzir o polinômio característico e, em seguida, o fatora para encontrar os autovalores.
Revise os resultados: Examine o polinômio característico nas formas expandida e fatorada. Verifique os cartões de autovalores para raízes e multiplicidades. O gráfico interativo mostra onde p(λ) cruza o zero.
Explore o passo a passo: Use o navegador de etapas ou o botão Auto para percorrer a derivação completa — desde a formação de A − λI até a verificação final via traço e determinante.

FAQ

O que é um polinômio característico?

O polinômio característico de uma matriz quadrada A é p(λ) = det(λI − A), um polinômio de grau n cujas raízes são os autovalores de A. Ele codifica informações essenciais sobre a matriz, incluindo seus autovalores, traço e determinante. O polinômio característico é um dos objetos mais fundamentais da álgebra linear.

Como encontrar o polinômio característico de uma matriz 2×2?

Para uma matriz 2×2 [[a, b], [c, d]], o polinômio característico é λ² − (a+d)λ + (ad − bc). Isso simplifica para λ² − tr(A)λ + det(A), onde tr(A) = a+d é o traço e det(A) = ad − bc é o determinante. As duas raízes fornecem os autovalores.

Qual é a relação entre o polinômio característico e os autovalores?

Os autovalores de uma matriz são exatamente as raízes do seu polinômio característico. Se λ₀ é uma raiz de p(λ) = det(λI − A) = 0, então λ₀ é um autovalor. A multiplicidade algébrica de um autovalor é a sua multiplicidade como raiz de p(λ). Por exemplo, se p(λ) = (λ − 3)²(λ − 1), então λ = 3 tem multiplicidade algébrica 2 e λ = 1 tem multiplicidade algébrica 1.

Um polinômio característico pode ter raízes complexas?

Sim. Mesmo para uma matriz real, o polinômio característico pode ter raízes complexas (autovalores). Os autovalores complexos de matrizes reais sempre vêm em pares conjugados: se a + bi é um autovalor, então a − bi também é um autovalor. Por exemplo, a matriz de rotação [[0, −1], [1, 0]] tem polinômio característico λ² + 1, com raízes ±i.

O que os coeficientes do polinômio característico nos dizem?

Os coeficientes codificam invariantes importantes da matriz. O coeficiente líder é sempre 1 (polinômio mônico). O coeficiente de λ^(n−1) é igual a −tr(A) (traço negativo). O termo constante é igual a (−1)ⁿ det(A). Mais geralmente, o coeficiente de λ^(n−k) é (−1)^k vezes a soma de todos os menores principais k×k de A. Estes são chamados de polinômios simétricos elementares dos autovalores.

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"Calculadora de Polinômio Característico" em https://MiniWebtool.com/br/calculadora-de-polinomio-caracteristico/ de MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

pela equipe MiniWebtool. Atualizado em: 2026-04-13

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Tamanho	Polinômio Característico p(λ)	Propriedades Chave
2×2	\(\lambda^2 - \text{tr}(A)\lambda + \det(A)\)	Sempre grau 2; duas raízes (reais ou par conjugado complexo)
3×3	\(\lambda^3 - \text{tr}(A)\lambda^2 + (\text{soma dos menores 2×2})\lambda - \det(A)\)	Pelo menos uma raiz real garantida
n×n	\(\det(\lambda I - A) = \lambda^n - s_1\lambda^{n-1} + s_2\lambda^{n-2} - \ldots\)	\(s_k\) = soma de todos os menores principais k×k