2x2対称行列の固有値の差
$$\begin{eqnarray}
S_2&=&\begin{bmatrix}
x & y \\
y & z
\end{bmatrix}
\;\cdots\;S:対称行列
\\det\left(S-\lambda I\right)
&=&\begin{bmatrix}
x - \lambda & y \\
y & z - \lambda
\end{bmatrix}
\\&=&\left(x - \lambda\right)\left(z - \lambda\right)-y^2
\\&=&\lambda^2-(x+z)\lambda+xz-y^2
\\\lambda_{1,2}
&=&\frac{-\left\{ -(x+z) \right\}\pm\sqrt{\left\{-(x+z)\right\}^2-4\left(xz-y^2\right)}}{2}
\;\cdots\;\href{https://shikitenkai.blogspot.com/2020/11/blog-post.html}{x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}}
\\&=&\frac{1}{2}\left(x+z \pm \sqrt{\left\{-(x+z)\right\}^2-4\left(xz-y^2\right)}\right)
\\&=&\frac{1}{2}\left(x+z \pm \sqrt{x^2+2xz+z^2-4xz+4y^2}\right)
\\&=&\frac{1}{2}\left(x+z \pm \sqrt{x^2-2xz+z^2+4y^2}\right)
\\&=&\frac{1}{2}\left(x+z \pm \sqrt{(x-z)^2+4y^2}\right)
\\\lambda_{1}-\lambda_{2}&=&\frac{1}{2}\left(x+z + \sqrt{(x-z)^2+4y^2}\right) - \frac{1}{2}\left(x+z - \sqrt{(x-z)^2+4y^2}\right)
\;\cdots\;\lambda_{1}\gt\lambda_{2}とする
\\&=&\frac{1}{2}\left(x+z + \sqrt{(x-z)^2+4y^2} - x -z + \sqrt{(x-z)^2+4y^2}\right)
\\&=&\frac{1}{2}\left(2\sqrt{(x-z)^2+4y^2}\right)
\\&=&\sqrt{(x-z)^2+4y^2}
\end{eqnarray}$$
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