Si tengo una matriz [matemática] A [/ matemática] y una matriz diagonal [matemática] D [/ matemática], ¿es posible encontrar una matriz [matemática] P [/ matemática] que diagonalice [matemática] A [/ matemática ]?

Depende de lo que quieras decir con ‘diagonaliza [matemáticas] A [/ matemáticas]’.

Si quiere decir ‘[matemática] P [/ matemática] diagonaliza [matemática] A [/ matemática] por el producto habitual [matemática] P ^ {- 1} AP = D [/ matemática]’, entonces no, a menos que [matemática] D [/ math] contiene los valores propios de [math] A [/ math] y [math] A [/ math] es diagonalizable, no puede hacer esto. ¿Por qué? Debido a que [math] P ^ {- 1} AP [/ math] y [math] A [/ math] son ​​matrices similares, y una propiedad bien conocida de matrices similares es que tienen los mismos valores propios. Para que [math] A [/ math] y [math] D [/ math] tengan los mismos valores propios, las entradas diagonales de [math] D [/ math] deben ser los valores propios de [math] A [/ math]. Entonces, si [math] D [/ math] es una matriz diagonal cuyas entradas diagonales no son los valores propios de [math] A [/ math], nunca puede encontrar una matriz [math] P [/ math] tal que [math] P ^ {- 1} AP = D [/ matemáticas].

Si quiere decir ‘[matemática] P [/ matemática] diagonaliza [matemática] A [/ matemática] de alguna otra manera’, entonces necesita elaborar su método. ¿Tal vez [matemáticas] PAP [/ matemáticas] o [matemáticas] P ^ TAP [/ matemáticas], o tal vez incluso [matemáticas] AP [/ matemáticas] o [matemáticas] PA [/ matemáticas]? No sé cuáles son tus intenciones. Pero incluso si logra de alguna manera ‘diagonalizar’ [matemática] A [/ matemática] en [matemática] D [/ matemática] utilizando un método diferente, la matriz [matemática] D [/ matemática] no sería similar a [matemática] A [/ math], por lo que esto sería bastante inútil. El punto de diagonalizar una matriz en una matriz diagonal es que, debido a su similitud, [matemáticas] A [/ matemáticas] y [matemáticas] D [/ matemáticas] comparten muchas propiedades. Si se ‘diagonaliza’ utilizando un método diferente, muchas de las propiedades que comparten se pierden.