Chéo hóa:
Tính các giá trị riêng:
$\begin{vmatrix} 1-\lambda &4 \\ 1& 4-\lambda \end{vmatrix}=\lambda^2-5\lambda=0\\ \Rightarrow \lambda=0, \lambda=5$
Với $\lambda=0$: $\begin{bmatrix} x\\ y \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -4\\ 1 \end{bmatrix}$
Với $\lambda=5$: $\begin{bmatrix} x\\ y \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} 1\\ 1 \end{bmatrix}$
Ma trận làm chéo hóa:
$P=\begin{bmatrix} -4 &1 \\ 1& 1 \end{bmatrix}\Rightarrow P^{-1}=\frac{1}{5}\begin{bmatrix} -1 &1 \\ 1& 4 \end{bmatrix}$
$D=P^{-1}AP=\begin{bmatrix} 0 &0 \\ 0& 5 \end{bmatrix}\Rightarrow D^n=P^{-1}A^nP=\begin{bmatrix} 0 &0 \\ 0& 5^n \end{bmatrix}$
Suy ra:
$A^n=PD^nP^{-1}=\begin{bmatrix} -4 &1 \\ 1& 1 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 0 &0 \\ 0& 5^n \end{bmatrix}.\frac{1}{5}\begin{bmatrix} -1 &1 \\ 1& 4 \end{bmatrix}=5^{n-1}\begin{bmatrix} 1 &4 \\ 1& 4 \end{bmatrix}=5^{n-1}A$
P/s: Nếu để ý rằng: $A^2=5A$, ta có thể suy ngay ra được điều này.