الأمثلة
[13122][13122]
خطوة 1
خطوة 1.1
عيّن الصيغة لإيجاد المعادلة المميزة p(λ)p(λ).
p(λ)=محدِّد(A-λI2)
خطوة 1.2
المصفوفة المتطابقة أو مصفوفة الوحدة ذات الحجم 2 هي المصفوفة المربعة 2×2 التي تكون فيها جميع العناصر الواقعة على القطر الرئيسي مساوية لواحد بينما تكون جميع عناصرها في أي مكان آخر مساوية لصفر.
[1001]
خطوة 1.3
عوّض بالقيم المعروفة في p(λ)=محدِّد(A-λI2).
خطوة 1.3.1
عوّض بقيمة A التي تساوي [13122].
p(λ)=محدِّد([13122]-λI2)
خطوة 1.3.2
عوّض بقيمة I2 التي تساوي [1001].
p(λ)=محدِّد([13122]-λ[1001])
p(λ)=محدِّد([13122]-λ[1001])
خطوة 1.4
بسّط.
خطوة 1.4.1
بسّط كل حد.
خطوة 1.4.1.1
اضرب -λ في كل عنصر من عناصر المصفوفة.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2
بسّط كل عنصر في المصفوفة.
خطوة 1.4.1.2.1
اضرب -1 في 1.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2.2
اضرب -λ⋅0.
خطوة 1.4.1.2.2.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2.2.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2.3
اضرب -λ⋅0.
خطوة 1.4.1.2.3.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00λ-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2.3.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00-λ⋅1])
خطوة 1.4.1.2.4
اضرب -1 في 1.
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00-λ])
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00-λ])
p(λ)=محدِّد([13122]+[-λ00-λ])
خطوة 1.4.2
اجمع العناصر المتناظرة.
p(λ)=محدِّد[1-λ3+012+02-λ]
خطوة 1.4.3
Simplify each element.
خطوة 1.4.3.1
أضف 3 و0.
p(λ)=محدِّد[1-λ312+02-λ]
خطوة 1.4.3.2
أضف 12 و0.
p(λ)=محدِّد[1-λ3122-λ]
p(λ)=محدِّد[1-λ3122-λ]
p(λ)=محدِّد[1-λ3122-λ]
خطوة 1.5
Find the determinant.
خطوة 1.5.1
يمكن إيجاد محدد المصفوفة 2×2 باستخدام القاعدة |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(1-λ)(2-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2
بسّط المحدد.
خطوة 1.5.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 1.5.2.1.1
وسّع (1-λ)(2-λ) باستخدام طريقة "الأول، الخارجي، الداخلي، الأخير".
خطوة 1.5.2.1.1.1
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=1(2-λ)-λ(2-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.1.2
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=1⋅2+1(-λ)-λ(2-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.1.3
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=1⋅2+1(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-12⋅3
p(λ)=1⋅2+1(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2
بسّط ووحّد الحدود المتشابهة.
خطوة 1.5.2.1.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 1.5.2.1.2.1.1
اضرب 2 في 1.
p(λ)=2+1(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.2
اضرب -λ في 1.
p(λ)=2-λ-λ⋅2-λ(-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.3
اضرب 2 في -1.
p(λ)=2-λ-2λ-λ(-λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.4
أعِد الكتابة باستخدام خاصية الإبدال لعملية الضرب.
p(λ)=2-λ-2λ-1⋅-1λ⋅λ-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.5
اضرب λ في λ بجمع الأُسس.
خطوة 1.5.2.1.2.1.5.1
انقُل λ.
p(λ)=2-λ-2λ-1⋅-1(λ⋅λ)-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.5.2
اضرب λ في λ.
p(λ)=2-λ-2λ-1⋅-1λ2-12⋅3
p(λ)=2-λ-2λ-1⋅-1λ2-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.6
اضرب -1 في -1.
p(λ)=2-λ-2λ+1λ2-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.1.7
اضرب λ2 في 1.
p(λ)=2-λ-2λ+λ2-12⋅3
p(λ)=2-λ-2λ+λ2-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.2.2
اطرح 2λ من -λ.
p(λ)=2-3λ+λ2-12⋅3
p(λ)=2-3λ+λ2-12⋅3
خطوة 1.5.2.1.3
اضرب -12 في 3.
p(λ)=2-3λ+λ2-36
p(λ)=2-3λ+λ2-36
خطوة 1.5.2.2
اطرح 36 من 2.
p(λ)=-3λ+λ2-34
خطوة 1.5.2.3
أعِد ترتيب -3λ وλ2.
p(λ)=λ2-3λ-34
p(λ)=λ2-3λ-34
p(λ)=λ2-3λ-34
خطوة 1.6
عيّن قيمة متعدد الحدود المميز بحيث تصبح مساوية لـ 0 لإيجاد القيم الذاتية λ.
λ2-3λ-34=0
خطوة 1.7
أوجِد قيمة λ.
خطوة 1.7.1
استخدِم الصيغة التربيعية لإيجاد الحلول.
-b±√b2-4(ac)2a
خطوة 1.7.2
عوّض بقيم a=1 وb=-3 وc=-34 في الصيغة التربيعية وأوجِد قيمة λ.
3±√(-3)2-4⋅(1⋅-34)2⋅1
خطوة 1.7.3
بسّط.
خطوة 1.7.3.1
بسّط بَسْط الكسر.
خطوة 1.7.3.1.1
ارفع -3 إلى القوة 2.
λ=3±√9-4⋅1⋅-342⋅1
خطوة 1.7.3.1.2
اضرب -4⋅1⋅-34.
خطوة 1.7.3.1.2.1
اضرب -4 في 1.
λ=3±√9-4⋅-342⋅1
خطوة 1.7.3.1.2.2
اضرب -4 في -34.
λ=3±√9+1362⋅1
λ=3±√9+1362⋅1
خطوة 1.7.3.1.3
أضف 9 و136.
λ=3±√1452⋅1
λ=3±√1452⋅1
خطوة 1.7.3.2
اضرب 2 في 1.
λ=3±√1452
λ=3±√1452
خطوة 1.7.4
الإجابة النهائية هي تركيبة من كلا الحلّين.
λ=3+√1452,3-√1452
λ=3+√1452,3-√1452
λ=3+√1452,3-√1452
خطوة 2
The eigenvector is equal to the null space of the matrix minus the eigenvalue times the identity matrix where N is the null space and I is the identity matrix.
εA=N(A-λI2)
خطوة 3
خطوة 3.1
عوّض بالقيم المعروفة في القاعدة.
N([13122]-3+√1452[1001])
خطوة 3.2
بسّط.
خطوة 3.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 3.2.1.1
اضرب -3+√1452 في كل عنصر من عناصر المصفوفة.
[13122]+[-3+√1452⋅1-3+√1452⋅0-3+√1452⋅0-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2
بسّط كل عنصر في المصفوفة.
خطوة 3.2.1.2.1
اضرب -1 في 1.
[13122]+[-3+√1452-3+√1452⋅0-3+√1452⋅0-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2.2
اضرب -3+√1452⋅0.
خطوة 3.2.1.2.2.1
اضرب 0 في -1.
[13122]+[-3+√145203+√1452-3+√1452⋅0-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2.2.2
اضرب 0 في 3+√1452.
[13122]+[-3+√14520-3+√1452⋅0-3+√1452⋅1]
[13122]+[-3+√14520-3+√1452⋅0-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2.3
اضرب -3+√1452⋅0.
خطوة 3.2.1.2.3.1
اضرب 0 في -1.
[13122]+[-3+√1452003+√1452-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2.3.2
اضرب 0 في 3+√1452.
[13122]+[-3+√145200-3+√1452⋅1]
[13122]+[-3+√145200-3+√1452⋅1]
خطوة 3.2.1.2.4
اضرب -1 في 1.
[13122]+[-3+√145200-3+√1452]
[13122]+[-3+√145200-3+√1452]
[13122]+[-3+√145200-3+√1452]
خطوة 3.2.2
اجمع العناصر المتناظرة.
[1-3+√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3
Simplify each element.
خطوة 3.2.3.1
اكتب 1 في صورة كسر ذي قاسم مشترك.
[22-3+√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.2
اجمع البسوط على القاسم المشترك.
[2-(3+√145)23+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.3
بسّط بَسْط الكسر.
خطوة 3.2.3.3.1
طبّق خاصية التوزيع.
[2-1⋅3-√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.3.2
اضرب -1 في 3.
[2-3-√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.3.3
اطرح 3 من 2.
[-1-√14523+012+02-3+√1452]
[-1-√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.4
أعِد كتابة -1 بالصيغة -1(1).
[-1(1)-√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.5
أخرِج العامل -1 من -√145.
[-1(1)-(√145)23+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.6
أخرِج العامل -1 من -1(1)-(√145).
[-1(1+√145)23+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.7
انقُل السالب أمام الكسر.
[-1+√14523+012+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.8
أضف 3 و0.
[-1+√1452312+02-3+√1452]
خطوة 3.2.3.9
أضف 12 و0.
[-1+√14523122-3+√1452]
خطوة 3.2.3.10
لكتابة 2 على هيئة كسر بقاسم مشترك، اضرب في 22.
[-1+√14523122⋅22-3+√1452]
خطوة 3.2.3.11
اجمع 2 و22.
[-1+√14523122⋅22-3+√1452]
خطوة 3.2.3.12
اجمع البسوط على القاسم المشترك.
[-1+√14523122⋅2-(3+√145)2]
خطوة 3.2.3.13
بسّط بَسْط الكسر.
خطوة 3.2.3.13.1
اضرب 2 في 2.
[-1+√14523124-(3+√145)2]
خطوة 3.2.3.13.2
طبّق خاصية التوزيع.
[-1+√14523124-1⋅3-√1452]
خطوة 3.2.3.13.3
اضرب -1 في 3.
[-1+√14523124-3-√1452]
خطوة 3.2.3.13.4
اطرح 3 من 4.
[-1+√14523121-√1452]
[-1+√14523121-√1452]
[-1+√14523121-√1452]
[-1+√14523121-√1452]
خطوة 3.3
Find the null space when λ=3+√1452.
خطوة 3.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[-1+√145230121-√14520]
خطوة 3.3.2
أوجِد الصيغة الدرجية المختزلة صفيًا.
خطوة 3.3.2.1
Multiply each element of R1 by -21+√145 to make the entry at 1,1 a 1.
خطوة 3.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by -21+√145 to make the entry at 1,1 a 1.
[-21+√145(-1+√1452)-21+√145⋅3-21+√145⋅0121-√14520]
خطوة 3.3.2.1.2
بسّط R1.
[11-√145240121-√14520]
[11-√145240121-√14520]
خطوة 3.3.2.2
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
خطوة 3.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[11-√14524012-12⋅11-√1452-121-√145240-12⋅0]
خطوة 3.3.2.2.2
بسّط R2.
[11-√145240000]
[11-√145240000]
[11-√145240000]
خطوة 3.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x+1-√14524y=0
0=0
خطوة 3.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[-y24+√145y24y]
خطوة 3.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[-124+√145241]
خطوة 3.3.6
Write as a solution set.
{y[-124+√145241]|y∈R}
خطوة 3.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[-124+√145241]}
{[-124+√145241]}
{[-124+√145241]}
خطوة 4
خطوة 4.1
عوّض بالقيم المعروفة في القاعدة.
N([13122]-3-√1452[1001])
خطوة 4.2
بسّط.
خطوة 4.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 4.2.1.1
اضرب -3-√1452 في كل عنصر من عناصر المصفوفة.
[13122]+[-3-√1452⋅1-3-√1452⋅0-3-√1452⋅0-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2
بسّط كل عنصر في المصفوفة.
خطوة 4.2.1.2.1
اضرب -1 في 1.
[13122]+[-3-√1452-3-√1452⋅0-3-√1452⋅0-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2.2
اضرب -3-√1452⋅0.
خطوة 4.2.1.2.2.1
اضرب 0 في -1.
[13122]+[-3-√145203-√1452-3-√1452⋅0-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2.2.2
اضرب 0 في 3-√1452.
[13122]+[-3-√14520-3-√1452⋅0-3-√1452⋅1]
[13122]+[-3-√14520-3-√1452⋅0-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2.3
اضرب -3-√1452⋅0.
خطوة 4.2.1.2.3.1
اضرب 0 في -1.
[13122]+[-3-√1452003-√1452-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2.3.2
اضرب 0 في 3-√1452.
[13122]+[-3-√145200-3-√1452⋅1]
[13122]+[-3-√145200-3-√1452⋅1]
خطوة 4.2.1.2.4
اضرب -1 في 1.
[13122]+[-3-√145200-3-√1452]
[13122]+[-3-√145200-3-√1452]
[13122]+[-3-√145200-3-√1452]
خطوة 4.2.2
اجمع العناصر المتناظرة.
[1-3-√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3
Simplify each element.
خطوة 4.2.3.1
اكتب 1 في صورة كسر ذي قاسم مشترك.
[22-3-√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.2
اجمع البسوط على القاسم المشترك.
[2-(3-√145)23+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.3
بسّط بَسْط الكسر.
خطوة 4.2.3.3.1
طبّق خاصية التوزيع.
[2-1⋅3--√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.3.2
اضرب -1 في 3.
[2-3--√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.3.3
اضرب --√145.
خطوة 4.2.3.3.3.1
اضرب -1 في -1.
[2-3+1√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.3.3.2
اضرب √145 في 1.
[2-3+√14523+012+02-3-√1452]
[2-3+√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.3.4
اطرح 3 من 2.
[-1+√14523+012+02-3-√1452]
[-1+√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.4
أعِد كتابة -1 بالصيغة -1(1).
[-1(1)+√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.5
أخرِج العامل -1 من √145.
[-1(1)-1(-√145)23+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.6
أخرِج العامل -1 من -1(1)-1(-√145).
[-1(1-√145)23+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.7
انقُل السالب أمام الكسر.
[-1-√14523+012+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.8
أضف 3 و0.
[-1-√1452312+02-3-√1452]
خطوة 4.2.3.9
أضف 12 و0.
[-1-√14523122-3-√1452]
خطوة 4.2.3.10
لكتابة 2 على هيئة كسر بقاسم مشترك، اضرب في 22.
[-1-√14523122⋅22-3-√1452]
خطوة 4.2.3.11
اجمع 2 و22.
[-1-√14523122⋅22-3-√1452]
خطوة 4.2.3.12
اجمع البسوط على القاسم المشترك.
[-1-√14523122⋅2-(3-√145)2]
خطوة 4.2.3.13
بسّط بَسْط الكسر.
خطوة 4.2.3.13.1
اضرب 2 في 2.
[-1-√14523124-(3-√145)2]
خطوة 4.2.3.13.2
طبّق خاصية التوزيع.
[-1-√14523124-1⋅3--√1452]
خطوة 4.2.3.13.3
اضرب -1 في 3.
[-1-√14523124-3--√1452]
خطوة 4.2.3.13.4
اضرب --√145.
خطوة 4.2.3.13.4.1
اضرب -1 في -1.
[-1-√14523124-3+1√1452]
خطوة 4.2.3.13.4.2
اضرب √145 في 1.
[-1-√14523124-3+√1452]
[-1-√14523124-3+√1452]
خطوة 4.2.3.13.5
اطرح 3 من 4.
[-1-√14523121+√1452]
[-1-√14523121+√1452]
[-1-√14523121+√1452]
[-1-√14523121+√1452]
خطوة 4.3
Find the null space when λ=3-√1452.
خطوة 4.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[-1-√145230121+√14520]
خطوة 4.3.2
أوجِد الصيغة الدرجية المختزلة صفيًا.
خطوة 4.3.2.1
Multiply each element of R1 by -21-√145 to make the entry at 1,1 a 1.
خطوة 4.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by -21-√145 to make the entry at 1,1 a 1.
[-21-√145(-1-√1452)-21-√145⋅3-21-√145⋅0121+√14520]
خطوة 4.3.2.1.2
بسّط R1.
[11+√145240121+√14520]
[11+√145240121+√14520]
خطوة 4.3.2.2
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
خطوة 4.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[11+√14524012-12⋅11+√1452-121+√145240-12⋅0]
خطوة 4.3.2.2.2
بسّط R2.
[11+√145240000]
[11+√145240000]
[11+√145240000]
خطوة 4.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x+1+√14524y=0
0=0
خطوة 4.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[-y24-√145y24y]
خطوة 4.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[-124-√145241]
خطوة 4.3.6
Write as a solution set.
{y[-124-√145241]|y∈R}
خطوة 4.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[-124-√145241]}
{[-124-√145241]}
{[-124-√145241]}
خطوة 5
The eigenspace of A is the list of the vector space for each eigenvalue.
{[-124+√145241],[-124-√145241]}