Lineare Algebra Beispiele

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}]$

Schritt 1

Bestimme die Eigenwerte.

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Schritt 1.1

Stelle die Formel auf, um die charakteristische Gleichung $p (λ)$ zu ermitteln.

$p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})$

Schritt 1.2

Die Identitätsmatrix oder Einheitsmatrix der Größe $2$ ist die $2 \times 2$ Quadratmatrix mit Einsen auf der Hauptdiagonalen und Nullen überall anders.

$[\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}]$

Schritt 1.3

Setze die bekannten Werte in $p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})$ ein.

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Schritt 1.3.1

Ersetze $A$ durch $[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}]$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] - λ I_{2})$

Schritt 1.3.2

Ersetze $I_{2}$ durch $[\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}]$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Schritt 1.4

Vereinfache.

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Schritt 1.4.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.4.1.1

Multipliziere $- λ$ mit jedem Element der Matrix.

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 1.4.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.2

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.3

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

Schritt 1.4.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 6 - λ & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3

Simplify each element.

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Schritt 1.4.3.1

Addiere $8$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 6 - λ & 8 \\ 2 + 0 & 5 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.2

Addiere $2$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 6 - λ & 8 \\ 2 & 5 - λ \end{array}]$

Schritt 1.5

Find the determinant.

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Schritt 1.5.1

Die Determinante einer $2 \times 2$ -Matrix kann mithilfe der Formel $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ bestimmt werden.

$p (λ) = (6 - λ) (5 - λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.2.1.1

Multipliziere $(6 - λ) (5 - λ)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 1.5.2.1.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 6 (5 - λ) - λ (5 - λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 6 \cdot 5 + 6 (- λ) - λ (5 - λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 6 \cdot 5 + 6 (- λ) - λ \cdot 5 - λ (- λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 1.5.2.1.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.2.1.2.1.1

Mutltipliziere $6$ mit $5$ .

$p (λ) = 30 + 6 (- λ) - λ \cdot 5 - λ (- λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $6$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - λ \cdot 5 - λ (- λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.3

Mutltipliziere $5$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ - λ (- λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.4

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.5

Multipliziere $λ$ mit $λ$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.5.2.1.2.1.5.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.5.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ + 1 λ^{2} - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.1.7

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $1$ .

$p (λ) = 30 - 6 λ - 5 λ + λ^{2} - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.2.2

Subtrahiere $5 λ$ von $- 6 λ$ .

$p (λ) = 30 - 11 λ + λ^{2} - 2 \cdot 8$

Schritt 1.5.2.1.3

Mutltipliziere $- 2$ mit $8$ .

$p (λ) = 30 - 11 λ + λ^{2} - 16$

Schritt 1.5.2.2

Subtrahiere $16$ von $30$ .

$p (λ) = - 11 λ + λ^{2} + 14$

Schritt 1.5.2.3

Stelle $- 11 λ$ und $λ^{2}$ um.

$p (λ) = λ^{2} - 11 λ + 14$

Schritt 1.6

Setze das charakteristische Polynom gleich $0$ , um die Eigenwerte $λ$ zu ermitteln.

$λ^{2} - 11 λ + 14 = 0$

Schritt 1.7

Löse nach $λ$ auf.

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Schritt 1.7.1

Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Schritt 1.7.2

Setze die Werte $a = 1$ , $b = - 11$ und $c = 14$ in die Quadratformel ein und löse nach $λ$ auf.

$\frac{11 \pm \sqrt{{(- 11)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot 14)}}{2 \cdot 1}$

Schritt 1.7.3

Vereinfache.

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Schritt 1.7.3.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 1.7.3.1.1

Potenziere $- 11$ mit $2$ .

$λ = \frac{11 \pm \sqrt{121 - 4 \cdot 1 \cdot 14}}{2 \cdot 1}$

Schritt 1.7.3.1.2

Multipliziere $- 4 \cdot 1 \cdot 14$ .

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Schritt 1.7.3.1.2.1

Mutltipliziere $- 4$ mit $1$ .

$λ = \frac{11 \pm \sqrt{121 - 4 \cdot 14}}{2 \cdot 1}$

Schritt 1.7.3.1.2.2

Mutltipliziere $- 4$ mit $14$ .

$λ = \frac{11 \pm \sqrt{121 - 56}}{2 \cdot 1}$

Schritt 1.7.3.1.3

Subtrahiere $56$ von $121$ .

$λ = \frac{11 \pm \sqrt{65}}{2 \cdot 1}$

Schritt 1.7.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$λ = \frac{11 \pm \sqrt{65}}{2}$

Schritt 1.7.4

Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.

$λ = \frac{11 + \sqrt{65}}{2}, \frac{11 - \sqrt{65}}{2}$

Schritt 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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{2})$

Schritt 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = \frac{11 + \sqrt{65}}{2}$ .

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Schritt 3.1

Setze die bekannten Werte in die Formel ein.

$N ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Schritt 3.2

Vereinfache.

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Schritt 3.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.1.1

Multipliziere $- \frac{11 + \sqrt{65}}{2}$ mit jedem Element der Matrix.

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 3.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.2

Multipliziere $- \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 0 \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \\ - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $\frac{11 + \sqrt{65}}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 0 \\ - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.3

Multipliziere $- \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $\frac{11 + \sqrt{65}}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

$[\begin{array}{c} 6 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3

Simplify each element.

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Schritt 3.2.3.1

Um $6$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 \cdot \frac{2}{2} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.2

Kombiniere $6$ und $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{6 \cdot 2}{2} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$[\begin{array}{c} \frac{6 \cdot 2 - (11 + \sqrt{65})}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.4

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.2.3.4.1

Mutltipliziere $6$ mit $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - (11 + \sqrt{65})}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 1 \cdot 11 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.4.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $11$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 11 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.4.4

Subtrahiere $11$ von $12$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.5

Addiere $8$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.6

Addiere $2$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & 5 - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.7

Um $5$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & 5 \cdot \frac{2}{2} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.8

Kombiniere $5$ und $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{5 \cdot 2}{2} - \frac{11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.9

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{5 \cdot 2 - (11 + \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.10

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.2.3.10.1

Mutltipliziere $5$ mit $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - (11 + \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.10.2

Wende das Distributivgesetz an.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 1 \cdot 11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.10.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $11$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.10.4

Subtrahiere $11$ von $10$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.11

Schreibe $- 1$ als $- 1 (1)$ um.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1) - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.12

Faktorisiere $- 1$ aus $- \sqrt{65}$ heraus.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1) - (\sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.13

Faktorisiere $- 1$ aus $- 1 (1) - (\sqrt{65})$ heraus.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1 + \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 3.2.3.14

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 3.3

Find the null space when $λ = \frac{11 + \sqrt{65}}{2}$ .

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Schritt 3.3.1

Write as an augmented matrix for $A x = 0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 8 & 0 \\ 2 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2

Ermittele die normierte Zeilenstufenform.

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Schritt 3.3.2.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{2}{1 - \sqrt{65}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

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Schritt 3.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{2}{1 - \sqrt{65}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{2}{1 - \sqrt{65}} \cdot \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & \frac{2}{1 - \sqrt{65}} \cdot 8 & \frac{2}{1 - \sqrt{65}} \cdot 0 \\ 2 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.1.2

Vereinfache $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 2 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

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Schritt 3.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 2 - 2 \cdot 1 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{2} - 2 (- \frac{1 + \sqrt{65}}{4}) & 0 - 2 \cdot 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.2.2

Vereinfache $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 + \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.3

Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.

$x - \frac{1 + \sqrt{65}}{4} y = 0$

$0 = 0$

Schritt 3.3.4

Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = [\begin{array}{c} \frac{y}{4} + \frac{y \sqrt{65}}{4} \\ y \end{array}]$

Schritt 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = y [\begin{array}{c} \frac{1}{4} + \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}]$

Schritt 3.3.6

Write as a solution set.

${y [\begin{array}{c} \frac{1}{4} + \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}] | y \in R}$

Schritt 3.3.7

The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.

${[\begin{array}{c} \frac{1}{4} + \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}]}$

Schritt 4

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = \frac{11 - \sqrt{65}}{2}$ .

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Schritt 4.1

Setze die bekannten Werte in die Formel ein.

$N ([\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Schritt 4.2

Vereinfache.

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Schritt 4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 4.2.1.1

Multipliziere $- \frac{11 - \sqrt{65}}{2}$ mit jedem Element der Matrix.

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 4.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2.2

Multipliziere $- \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 4.2.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 0 \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \\ - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $\frac{11 - \sqrt{65}}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 0 \\ - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2.3

Multipliziere $- \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 0$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 4.2.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $\frac{11 - \sqrt{65}}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 4.2.1.2.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 6 & 8 \\ 2 & 5 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

$[\begin{array}{c} 6 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3

Simplify each element.

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Schritt 4.2.3.1

Um $6$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} 6 \cdot \frac{2}{2} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.2

Kombiniere $6$ und $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{6 \cdot 2}{2} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$[\begin{array}{c} \frac{6 \cdot 2 - (11 - \sqrt{65})}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.2.3.4.1

Mutltipliziere $6$ mit $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - (11 - \sqrt{65})}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 1 \cdot 11 - - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $11$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 11 - - \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4.4

Multipliziere $- - \sqrt{65}$ .

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Schritt 4.2.3.4.4.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 11 + 1 \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4.4.2

Mutltipliziere $\sqrt{65}$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{12 - 11 + \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.4.5

Subtrahiere $11$ von $12$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 + 0 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.5

Addiere $8$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 + 0 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.6

Addiere $2$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & 5 - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.7

Um $5$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & 5 \cdot \frac{2}{2} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.8

Kombiniere $5$ und $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{5 \cdot 2}{2} - \frac{11 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.9

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{5 \cdot 2 - (11 - \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.2.3.10.1

Mutltipliziere $5$ mit $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - (11 - \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10.2

Wende das Distributivgesetz an.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 1 \cdot 11 - - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $11$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 11 - - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10.4

Multipliziere $- - \sqrt{65}$ .

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Schritt 4.2.3.10.4.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 11 + 1 \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10.4.2

Mutltipliziere $\sqrt{65}$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{10 - 11 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.10.5

Subtrahiere $11$ von $10$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.11

Schreibe $- 1$ als $- 1 (1)$ um.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1) + \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.12

Faktorisiere $- 1$ aus $\sqrt{65}$ heraus.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1) - 1 (- \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.13

Faktorisiere $- 1$ aus $- 1 (1) - 1 (- \sqrt{65})$ heraus.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & \frac{- 1 (1 - \sqrt{65})}{2} \end{array}]$

Schritt 4.2.3.14

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 \\ 2 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{2} \end{array}]$

Schritt 4.3

Find the null space when $λ = \frac{11 - \sqrt{65}}{2}$ .

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Schritt 4.3.1

Write as an augmented matrix for $A x = 0$ .

$[\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & 8 & 0 \\ 2 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 4.3.2

Ermittele die normierte Zeilenstufenform.

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Schritt 4.3.2.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{2}{1 + \sqrt{65}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

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Schritt 4.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{2}{1 + \sqrt{65}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{2}{1 + \sqrt{65}} \cdot \frac{1 + \sqrt{65}}{2} & \frac{2}{1 + \sqrt{65}} \cdot 8 & \frac{2}{1 + \sqrt{65}} \cdot 0 \\ 2 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 4.3.2.1.2

Vereinfache $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 2 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{2} & 0 \end{array}]$

Schritt 4.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

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Schritt 4.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 2 - 2 \cdot 1 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{2} - 2 (- \frac{1 - \sqrt{65}}{4}) & 0 - 2 \cdot 0 \end{array}]$

Schritt 4.3.2.2.2

Vereinfache $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - \frac{1 - \sqrt{65}}{4} & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 4.3.3

Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.

$x - \frac{1 - \sqrt{65}}{4} y = 0$

$0 = 0$

Schritt 4.3.4

Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = [\begin{array}{c} \frac{y}{4} - \frac{y \sqrt{65}}{4} \\ y \end{array}]$

Schritt 4.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = y [\begin{array}{c} \frac{1}{4} - \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}]$

Schritt 4.3.6

Write as a solution set.

${y [\begin{array}{c} \frac{1}{4} - \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}] | y \in R}$

Schritt 4.3.7

The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.

${[\begin{array}{c} \frac{1}{4} - \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}]}$

Schritt 5

The eigenspace of $A$ is the list of the vector space for each eigenvalue.

${[\begin{array}{c} \frac{1}{4} + \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}], [\begin{array}{c} \frac{1}{4} - \frac{\sqrt{65}}{4} \\ 1 \end{array}]}$

Gib DEINE Aufgabe ein