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Dimensión de un subespacio de $2\times2$ Matrices

La pregunta es encontrar la dimensión del subespacio $W$ , donde, $V = M_{2,2}$ , $$ W = \{A \in V: AB= BA\} $$ donde $$B=\begin{bmatrix}1&2\\3&4\\\end{bmatrix}$$ He definido una matriz arbitraria $A$ que contiene las entradas $a,b,c,d$ . Luego consideré la equaildad y multipliqué las matrices en ambos lados entonces obtuve:

$$\begin{bmatrix}a+3b&2a+4b\\c+3d&2c+4d\\\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}a+2c&b+2d\\3a+4c&3b+4d\\\end{bmatrix}$$

Entonces me puse:

1) $a+3b = a+2c$

2) $2a+4b = b+2d$

3) $c+3d = 3a+4c$

4) $2c+4d = 3b+4d$

El problema es que las cosas se complicaron para encontrar $a,b,c$ y $d$ que nos permiten encontrar la dimensión ¿Cuál es el siguiente paso?

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fonfonx Puntos 218

Sus ecuaciones dan \begin{align*} 3b&=2c\\ a+c&=d\\ \end{align*}

Lo que significa que una vez $a$ y $c$ se conocen se puede deducir $b$ un $d$ .

En consecuencia, la matriz $A$ tiene la siguiente forma \begin{pmatrix} a & 2c/3 \\ c & a+c \end{pmatrix}

¿Se puede concluir de ahí?

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