Determinants Matrices Question 42

Question: If $ A= \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \\ \end{bmatrix} $ is a $ 2\times 2 $ matrix and $ f(x)=x^{2}-x+2 $ is a polynomial, then what is $ f(A) $ ?

Options:

A) $ \begin{bmatrix} 1 & 7 \\ 1 & 7 \\ \end{bmatrix} $

B) $ \begin{bmatrix} 2 & 6 \\ 0 & 8 \\ \end{bmatrix} $

C) $ \begin{bmatrix} 2 & 6 \\ 0 & 6 \\ \end{bmatrix} $

D) $ \begin{bmatrix} 2 & 6 \\ 0 & 7 \\ \end{bmatrix} $

Show Answer

Answer:

Correct Answer: B

Solution:

  • [b] Given that, $ A= \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \\ \end{bmatrix} $

$ A^{2}= \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \\ \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 2+6 \\ 0 & 9 \\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 8 \\ 0 & 9 \\ \end{bmatrix} $ Since, $ f(x)=x^{2}-x+2 $ Putting A in place of x $ f(A)=A^{2}-A+2I $

$ = \begin{bmatrix} 1 & 8 \\ 0 & 9 \\ \end{bmatrix} - \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \\ \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} 2 & 0 \\ 0 & 2 \\ \end{bmatrix} $

$ = \begin{bmatrix} 1-1+2 & 8-2+0 \\ 0-0+0 & 9-3+2 \\ \end{bmatrix} $

$ = \begin{bmatrix} 2 & 6 \\ 0 & 8 \\ \end{bmatrix} $