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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Teorema Decomposição Espectral e suas aplicações
Autor(es): PETTRICK MONTEIRO SANTOS
Primeiro orientador: OSMAR DO NASCIMENTO SOUZA
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo estruturado sobre a diagonalização de operadores lineares em espaços vetoriais de dimensão finita. Inicialmente, revisam-se os conceitos fundamentais de espaços vetoriais, bases, dimensão e transformações lineares, com ênfase no Teorema do Núcleo e da Imagem. A investigação aprofunda-se na geometria dos espaços munidos de produto interno, tanto reais quanto complexos, estabelecendo as definições de ortogonalidade, adjunção e operadores normais. O foco central da monografia é o Teorema Espectral para Operadores Autoadjuntos. Demonstra-se rigorosamente que tais operadores possuem autovalores reais e que autovetores associados a autovalores distintos são ortogonais, garantindo a existência de uma base ortonormal que diagonaliza o operador. A teoria é ilustrada através de exemplos práticos, incluindo a análise de matrizes simétricas e operadores diferenciais em espaços de polinômios, evidenciando a elegância e a aplicabilidade da decomposição espectral.
Abstract: This work presents a structured study on the diagonalization of linear operators in finite-dimensional vector spaces. Initially, fundamental concepts of vector spaces, bases, dimension, and linear transformations are reviewed, with an emphasis on the Rank-Nullity Theorem (Teorema do Núcleo e da Imagem). The investigation then delves into the geometry of spaces equipped with an inner product, both real (Euclidean) and complex (Unitary), establishing the definitions of orthogonality, adjunction, and normal operators. The core focus of this monograph is the Spectral Theorem for Self-Adjoint Operators. It is rigorously demonstrated that such operators possess purely real eigenvalues and that eigenvectors corresponding to distinct eigenvalues are orthogonal, guaranteeing the existence of an orthonormal basis that diagonalizes the operator. The theory is illustrated through practical examples, including the analysis of symmetric matrices and differential operators in polynomial spaces, highlighting the elegance and applicability of spectral decomposition.
Palavras-chave: Operador autoadjunto
Teorema Espectral
Produto interno
Álgebra Linear
Autovalores.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/14110
Data do documento: 2025
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