Paso 1: Polinomio característico

Dada la matriz A=(abcd) su polinomio característico es: pA(λ)=det(AλI)=|aλbcdλ| Calculamos el determinante: det(AλI)=(aλ)(dλ)bc Desarrollamos: λ2(a+d)λ+(adbc)=0 Este es un polinomio cuadrático cuyas raíces son los autovalores λ1 y λ2

Paso 2: Resolver el polinomio cuadrático

Usando la fórmula resolvente:

λ1;2=((a+d))±((a+d))24(adbc)2 Simplificamos: λ1;2=(a+d)±(a+d)24(adbc)2 Estas dos soluciones corresponden a los autovalores λ1 y λ2.

Paso 3: Comparación con la traza y el determinante

Sabemos que la traza de A es: Traza(A)=a+d Observamos que en la fórmula de los autovalores, el término en el numerador que no está dentro de la raíz cuadrada es exactamente (a+d), lo que nos permite concluir que si sumamos ambas raíces obtenemos: λ1+λ2=a+d=Traza(A) Por otro lado, el producto de las raíces x1,x2 de un polinomio cuadrático ax2+bx+c=0 siempre es el término independiente dividido por el coeficiente de x2, es decir: x1x2=ca Que en nuestro caso lleva a: λ1λ2=adbc1=adbc Lo que es fácilmente comprobable haciendo el producto de las raíces obtenidas con la resolvente. Pero esto es justamente el determinante de A.
Conclusión: det(A)=λ1λ2