الجبر الخطي الأمثلة
B=[-143112-10-1]B=⎡⎢⎣−143112−10−1⎤⎥⎦
خطوة 1
عيّن الصيغة لإيجاد المعادلة المميزة p(λ)p(λ).
p(λ)=محدِّد(A-λI3)
خطوة 2
المصفوفة المتطابقة أو مصفوفة الوحدة ذات الحجم 3 هي المصفوفة المربعة 3×3 التي تكون فيها جميع العناصر الواقعة على القطر الرئيسي مساوية لواحد بينما تكون جميع عناصرها في أي مكان آخر مساوية لصفر.
[100010001]
خطوة 3
خطوة 3.1
عوّض بقيمة A التي تساوي [-143112-10-1].
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]-λI3)
خطوة 3.2
عوّض بقيمة I3 التي تساوي [100010001].
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]-λ[100010001])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]-λ[100010001])
خطوة 4
خطوة 4.1
بسّط كل حد.
خطوة 4.1.1
اضرب -λ في كل عنصر من عناصر المصفوفة.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2
بسّط كل عنصر في المصفوفة.
خطوة 4.1.2.1
اضرب -1 في 1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.2
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.2.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.2.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.3
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.3.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.3.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.4
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.4.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.4.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.5
اضرب -1 في 1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.6
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.6.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.6.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.7
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.7.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.7.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.8
اضرب -λ⋅0.
خطوة 4.1.2.8.1
اضرب 0 في -1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.8.2
اضرب 0 في λ.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
خطوة 4.1.2.9
اضرب -1 في 1.
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=محدِّد([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
خطوة 4.2
اجمع العناصر المتناظرة.
p(λ)=محدِّد[-1-λ4+03+01+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
خطوة 4.3
بسّط كل عنصر.
خطوة 4.3.1
أضف 4 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ43+01+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
خطوة 4.3.2
أضف 3 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ431+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
خطوة 4.3.3
أضف 1 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2+0-1+00+0-1-λ]
خطوة 4.3.4
أضف 2 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2-1+00+0-1-λ]
خطوة 4.3.5
أضف -1 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2-10+0-1-λ]
خطوة 4.3.6
أضف 0 و0.
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
p(λ)=محدِّد[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
خطوة 5
خطوة 5.1
اختر الصف أو العمود الذي يحتوي على أكثر عدد من 0 من العناصر. إذا لم تكن هناك 0 من العناصر، فاختر أي صف أو عمود. اضرب كل عنصر في العمود 2 في العامل المساعد وأضف.
خطوة 5.1.1
ضع في اعتبارك مخطط الإشارة المقابل.
|+-+-+-+-+|
خطوة 5.1.2
العامل المساعد هو المختصر مع تغير العلامة إذا تطابقت المؤشرات مع موضع - على مخطط الإشارة.
خطوة 5.1.3
المختصر لـ a12 هو المحدد مع حذف الصف 1 والعمود 2.
|12-1-1-λ|
خطوة 5.1.4
اضرب العنصر a12 بعامله المساعد.
-4|12-1-1-λ|
خطوة 5.1.5
المختصر لـ a22 هو المحدد مع حذف الصف 2 والعمود 2.
|-1-λ3-1-1-λ|
خطوة 5.1.6
اضرب العنصر a22 بعامله المساعد.
(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|
خطوة 5.1.7
المختصر لـ a32 هو المحدد مع حذف الصف 3 والعمود 2.
|-1-λ312|
خطوة 5.1.8
اضرب العنصر a32 بعامله المساعد.
0|-1-λ312|
خطوة 5.1.9
أضف الحدود معًا.
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0|-1-λ312|
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0|-1-λ312|
خطوة 5.2
اضرب 0 في |-1-λ312|.
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.3
احسِب قيمة |12-1-1-λ|.
خطوة 5.3.1
يمكن إيجاد محدد المصفوفة 2×2 باستخدام القاعدة |abcd|=ad-cb.
p(λ)=-4(1(-1-λ)-(-1⋅2))+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.3.2
بسّط المحدد.
خطوة 5.3.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 5.3.2.1.1
اضرب -1-λ في 1.
p(λ)=-4(-1-λ-(-1⋅2))+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.3.2.1.2
اضرب -(-1⋅2).
خطوة 5.3.2.1.2.1
اضرب -1 في 2.
p(λ)=-4(-1-λ--2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.3.2.1.2.2
اضرب -1 في -2.
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.3.2.2
أضف -1 و2.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
خطوة 5.4
احسِب قيمة |-1-λ3-1-1-λ|.
خطوة 5.4.1
يمكن إيجاد محدد المصفوفة 2×2 باستخدام القاعدة |abcd|=ad-cb.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)((-1-λ)(-1-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2
بسّط المحدد.
خطوة 5.4.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 5.4.2.1.1
وسّع (-1-λ)(-1-λ) باستخدام طريقة "الأول، الخارجي، الداخلي، الأخير".
خطوة 5.4.2.1.1.1
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1(-1-λ)-λ(-1-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.1.2
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1⋅-1-1(-λ)-λ(-1-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.1.3
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1⋅-1-1(-λ)-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1⋅-1-1(-λ)-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2
بسّط ووحّد الحدود المتشابهة.
خطوة 5.4.2.1.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 5.4.2.1.2.1.1
اضرب -1 في -1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1-1(-λ)-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.2
اضرب -1(-λ).
خطوة 5.4.2.1.2.1.2.1
اضرب -1 في -1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+1λ-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.2.2
اضرب λ في 1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ-λ⋅-1-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.3
اضرب -λ⋅-1.
خطوة 5.4.2.1.2.1.3.1
اضرب -1 في -1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+1λ-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.3.2
اضرب λ في 1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-λ(-λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.4
أعِد الكتابة باستخدام خاصية الإبدال لعملية الضرب.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1⋅-1λ⋅λ-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.5
اضرب λ في λ بجمع الأُسس.
خطوة 5.4.2.1.2.1.5.1
انقُل λ.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1⋅-1(λ⋅λ)-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.5.2
اضرب λ في λ.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1⋅-1λ2-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1⋅-1λ2-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.6
اضرب -1 في -1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+1λ2-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.1.7
اضرب λ2 في 1.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+λ2-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+λ2-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.2.2
أضف λ وλ.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2-(-1⋅3))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2-(-1⋅3))+0
خطوة 5.4.2.1.3
اضرب -(-1⋅3).
خطوة 5.4.2.1.3.1
اضرب -1 في 3.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2--3)+0
خطوة 5.4.2.1.3.2
اضرب -1 في -3.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
خطوة 5.4.2.2
أضف 1 و3.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(2λ+λ2+4)+0
خطوة 5.4.2.3
أعِد ترتيب 2λ وλ2.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
خطوة 5.5
بسّط المحدد.
خطوة 5.5.1
أضف -4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4) و0.
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)
خطوة 5.5.2
بسّط كل حد.
خطوة 5.5.2.1
طبّق خاصية التوزيع.
p(λ)=-4(-λ)-4⋅1+(1-λ)(λ2+2λ+4)
خطوة 5.5.2.2
اضرب -1 في -4.
p(λ)=4λ-4⋅1+(1-λ)(λ2+2λ+4)
خطوة 5.5.2.3
اضرب -4 في 1.
p(λ)=4λ-4+(1-λ)(λ2+2λ+4)
خطوة 5.5.2.4
وسّع (1-λ)(λ2+2λ+4) بضرب كل حد في العبارة الأولى في كل حد في العبارة الثانية.
p(λ)=4λ-4+1λ2+1(2λ)+1⋅4-λ⋅λ2-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5
بسّط كل حد.
خطوة 5.5.2.5.1
اضرب λ2 في 1.
p(λ)=4λ-4+λ2+1(2λ)+1⋅4-λ⋅λ2-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.2
اضرب 2λ في 1.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+1⋅4-λ⋅λ2-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.3
اضرب 4 في 1.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ⋅λ2-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.4
اضرب λ في λ2 بجمع الأُسس.
خطوة 5.5.2.5.4.1
انقُل λ2.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-(λ2λ)-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.4.2
اضرب λ2 في λ.
خطوة 5.5.2.5.4.2.1
ارفع λ إلى القوة 1.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-(λ2λ1)-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.4.2.2
استخدِم قاعدة القوة aman=am+n لتجميع الأُسس.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ2+1-λ(2λ)-λ⋅4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ2+1-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.4.3
أضف 2 و1.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-λ(2λ)-λ⋅4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-λ(2λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.5
أعِد الكتابة باستخدام خاصية الإبدال لعملية الضرب.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-1⋅2λ⋅λ-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.6
اضرب λ في λ بجمع الأُسس.
خطوة 5.5.2.5.6.1
انقُل λ.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-1⋅2(λ⋅λ)-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.6.2
اضرب λ في λ.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-1⋅2λ2-λ⋅4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-1⋅2λ2-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.7
اضرب -1 في 2.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-λ⋅4
خطوة 5.5.2.5.8
اضرب 4 في -1.
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-4λ
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-4λ
خطوة 5.5.2.6
اطرح 2λ2 من λ2.
p(λ)=4λ-4-λ2+2λ+4-λ3-4λ
خطوة 5.5.2.7
اطرح 4λ من 2λ.
p(λ)=4λ-4-λ2-2λ+4-λ3
p(λ)=4λ-4-λ2-2λ+4-λ3
خطوة 5.5.3
جمّع الحدود المتعاكسة في 4λ-4-λ2-2λ+4-λ3.
خطوة 5.5.3.1
أضف -4 و4.
p(λ)=4λ-λ2-2λ+0-λ3
خطوة 5.5.3.2
أضف 4λ-λ2-2λ و0.
p(λ)=4λ-λ2-2λ-λ3
p(λ)=4λ-λ2-2λ-λ3
خطوة 5.5.4
اطرح 2λ من 4λ.
p(λ)=-λ2+2λ-λ3
خطوة 5.5.5
انقُل 2λ.
p(λ)=-λ2-λ3+2λ
خطوة 5.5.6
أعِد ترتيب -λ2 و-λ3.
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
خطوة 6
عيّن قيمة متعدد الحدود المميز بحيث تصبح مساوية لـ 0 لإيجاد القيم الذاتية λ.
-λ3-λ2+2λ=0
خطوة 7
خطوة 7.1
حلّل المتعادل الأيسر إلى عوامل.
خطوة 7.1.1
أخرِج العامل -λ من -λ3-λ2+2λ.
خطوة 7.1.1.1
أخرِج العامل -λ من -λ3.
-λ⋅λ2-λ2+2λ=0
خطوة 7.1.1.2
أخرِج العامل -λ من -λ2.
-λ⋅λ2-λ⋅λ+2λ=0
خطوة 7.1.1.3
أخرِج العامل -λ من 2λ.
-λ⋅λ2-λ⋅λ-λ⋅-2=0
خطوة 7.1.1.4
أخرِج العامل -λ من -λ(λ2)-λ(λ).
-λ(λ2+λ)-λ⋅-2=0
خطوة 7.1.1.5
أخرِج العامل -λ من -λ(λ2+λ)-λ(-2).
-λ(λ2+λ-2)=0
-λ(λ2+λ-2)=0
خطوة 7.1.2
حلّل إلى عوامل.
خطوة 7.1.2.1
حلّل λ2+λ-2 إلى عوامل باستخدام طريقة AC.
خطوة 7.1.2.1.1
ضع في اعتبارك الصيغة x2+bx+c. ابحث عن زوج من الأعداد الصحيحة حاصل ضربهما c ومجموعهما b. في هذه الحالة، حاصل ضربهما -2 ومجموعهما 1.
-1,2
خطوة 7.1.2.1.2
اكتب الصيغة المحلّلة إلى عوامل مستخدمًا هذه الأعداد الصحيحة.
-λ((λ-1)(λ+2))=0
-λ((λ-1)(λ+2))=0
خطوة 7.1.2.2
احذِف الأقواس غير الضرورية.
-λ(λ-1)(λ+2)=0
-λ(λ-1)(λ+2)=0
-λ(λ-1)(λ+2)=0
خطوة 7.2
إذا كان أي عامل فردي في المتعادل الأيسر يساوي 0، فالعبارة بأكملها تساوي 0.
λ=0
λ-1=0
λ+2=0
خطوة 7.3
عيّن قيمة λ بحيث تصبح مساوية لـ 0.
λ=0
خطوة 7.4
عيّن قيمة العبارة λ-1 بحيث تصبح مساوية لـ 0 وأوجِد قيمة λ.
خطوة 7.4.1
عيّن قيمة λ-1 بحيث تصبح مساوية لـ 0.
λ-1=0
خطوة 7.4.2
أضف 1 إلى كلا المتعادلين.
λ=1
λ=1
خطوة 7.5
عيّن قيمة العبارة λ+2 بحيث تصبح مساوية لـ 0 وأوجِد قيمة λ.
خطوة 7.5.1
عيّن قيمة λ+2 بحيث تصبح مساوية لـ 0.
λ+2=0
خطوة 7.5.2
اطرح 2 من كلا المتعادلين.
λ=-2
λ=-2
خطوة 7.6
الحل النهائي هو كل القيم التي تجعل المعادلة -λ(λ-1)(λ+2)=0 صحيحة.
λ=0,1,-2
λ=0,1,-2