Lineare Algebra Beispiele

[987345210]
Schritt 1
Stelle die Formel auf, um die charakteristische Gleichung p(λ) zu ermitteln.
p(λ)=Determinante(A-λI3)
Schritt 2
Die Identitätsmatrix oder Einheitsmatrix der Größe 3 ist die 3×3 Quadratmatrix mit Einsen auf der Hauptdiagonalen und Nullen überall anders.
[100010001]
Schritt 3
Setze die bekannten Werte in p(λ)=Determinante(A-λI3) ein.
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Schritt 3.1
Ersetze A durch [987345210].
p(λ)=Determinante([987345210]-λI3)
Schritt 3.2
Ersetze I3 durch [100010001].
p(λ)=Determinante([987345210]-λ[100010001])
p(λ)=Determinante([987345210]-λ[100010001])
Schritt 4
Vereinfache.
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Schritt 4.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 4.1.1
Multipliziere -λ mit jedem Element der Matrix.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2
Vereinfache jedes Element der Matrix.
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Schritt 4.1.2.1
Mutltipliziere -1 mit 1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.2
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.2.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.2.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.3
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.3.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.3.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.4
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.4.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.4.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.5
Mutltipliziere -1 mit 1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.6
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.6.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.6.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.7
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.7.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.7.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
Schritt 4.1.2.8
Multipliziere -λ0.
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Schritt 4.1.2.8.1
Mutltipliziere 0 mit -1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000λ-λ1])
Schritt 4.1.2.8.2
Mutltipliziere 0 mit λ.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ1])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ1])
Schritt 4.1.2.9
Mutltipliziere -1 mit 1.
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=Determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
Schritt 4.2
Addiere die entsprechenden Elemente.
p(λ)=Determinante[9-λ8+07+03+04-λ5+02+01+00-λ]
Schritt 4.3
Simplify each element.
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Schritt 4.3.1
Addiere 8 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ87+03+04-λ5+02+01+00-λ]
Schritt 4.3.2
Addiere 7 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ873+04-λ5+02+01+00-λ]
Schritt 4.3.3
Addiere 3 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ5+02+01+00-λ]
Schritt 4.3.4
Addiere 5 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ52+01+00-λ]
Schritt 4.3.5
Addiere 2 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ521+00-λ]
Schritt 4.3.6
Addiere 1 und 0.
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ5210-λ]
Schritt 4.3.7
Subtrahiere λ von 0.
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ521-λ]
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ521-λ]
p(λ)=Determinante[9-λ8734-λ521-λ]
Schritt 5
Find the determinant.
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Schritt 5.1
Choose the row or column with the most 0 elements. If there are no 0 elements choose any row or column. Multiply every element in row 1 by its cofactor and add.
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Schritt 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
Schritt 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Schritt 5.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|4-λ51-λ|
Schritt 5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(9-λ)|4-λ51-λ|
Schritt 5.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|352-λ|
Schritt 5.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-8|352-λ|
Schritt 5.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|34-λ21|
Schritt 5.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
7|34-λ21|
Schritt 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2
Berechne |4-λ51-λ|.
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Schritt 5.2.1
Die Determinante einer 2×2-Matrix kann mithilfe der Formel |abcd|=ad-cb bestimmt werden.
p(λ)=(9-λ)((4-λ)(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2
Vereinfache die Determinante.
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Schritt 5.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.2.2.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
p(λ)=(9-λ)(4(-λ)-λ(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.2
Mutltipliziere -1 mit 4.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-λ(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λλ-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.4
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.2.2.1.4.1
Multipliziere λ mit λ durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 5.2.2.1.4.1.1
Bewege λ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1(λλ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.4.1.2
Mutltipliziere λ mit λ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.4.2
Mutltipliziere -1 mit -1.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.4.3
Mutltipliziere λ2 mit 1.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.1.5
Mutltipliziere -1 mit 5.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.2.2.2
Stelle -4λ und λ2 um.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Schritt 5.3
Berechne |352-λ|.
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Schritt 5.3.1
Die Determinante einer 2×2-Matrix kann mithilfe der Formel |abcd|=ad-cb bestimmt werden.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(3(-λ)-25)+7|34-λ21|
Schritt 5.3.2
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.3.2.1
Mutltipliziere -1 mit 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-25)+7|34-λ21|
Schritt 5.3.2.2
Mutltipliziere -2 mit 5.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
Schritt 5.4
Berechne |34-λ21|.
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Schritt 5.4.1
Die Determinante einer 2×2-Matrix kann mithilfe der Formel |abcd|=ad-cb bestimmt werden.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(31-2(4-λ))
Schritt 5.4.2
Vereinfache die Determinante.
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Schritt 5.4.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.4.2.1.1
Mutltipliziere 3 mit 1.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-2(4-λ))
Schritt 5.4.2.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-24-2(-λ))
Schritt 5.4.2.1.3
Mutltipliziere -2 mit 4.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8-2(-λ))
Schritt 5.4.2.1.4
Mutltipliziere -1 mit -2.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
Schritt 5.4.2.2
Subtrahiere 8 von 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(-5+2λ)
Schritt 5.4.2.3
Stelle -5 und 2λ um.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5
Vereinfache die Determinante.
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Schritt 5.5.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.5.1.1
Multipliziere (9-λ)(λ2-4λ-5) aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.
p(λ)=9λ2+9(-4λ)+9-5-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 5.5.1.2.1
Mutltipliziere -4 mit 9.
p(λ)=9λ2-36λ+9-5-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.2
Mutltipliziere 9 mit -5.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.3
Multipliziere λ mit λ2 durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 5.5.1.2.3.1
Bewege λ2.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ)-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.3.2
Mutltipliziere λ2 mit λ.
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Schritt 5.5.1.2.3.2.1
Potenziere λ mit 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ1)-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.3.2.2
Wende die Exponentenregel aman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.3.3
Addiere 2 und 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.4
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λλ-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.5
Multipliziere λ mit λ durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 5.5.1.2.5.1
Bewege λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4(λλ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.5.2
Mutltipliziere λ mit λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.6
Mutltipliziere -1 mit -4.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.2.7
Mutltipliziere -5 mit -1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.3
Addiere 9λ2 und 4λ2.
p(λ)=13λ2-36λ-45-λ3+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.4
Addiere -36λ und 5λ.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.5
Wende das Distributivgesetz an.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ)-8-10+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.6
Mutltipliziere -3 mit -8.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ-8-10+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.7
Mutltipliziere -8 mit -10.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ-5)
Schritt 5.5.1.8
Wende das Distributivgesetz an.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ)+7-5
Schritt 5.5.1.9
Mutltipliziere 2 mit 7.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ+7-5
Schritt 5.5.1.10
Mutltipliziere 7 mit -5.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
Schritt 5.5.2
Addiere -31λ und 24λ.
p(λ)=13λ2-7λ-45-λ3+80+14λ-35
Schritt 5.5.3
Addiere -7λ und 14λ.
p(λ)=13λ2+7λ-45-λ3+80-35
Schritt 5.5.4
Addiere -45 und 80.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+35-35
Schritt 5.5.5
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in 13λ2+7λ-λ3+35-35.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.5.1
Subtrahiere 35 von 35.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+0
Schritt 5.5.5.2
Addiere 13λ2+7λ-λ3 und 0.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
Schritt 5.5.6
Bewege 7λ.
p(λ)=13λ2-λ3+7λ
Schritt 5.5.7
Stelle 13λ2 und -λ3 um.
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
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