Lineare Algebra Beispiele

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}]$

Schritt 1

Bestimme die Eigenwerte.

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Schritt 1.1

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

$p (λ) = Determinante (A - λ I_{4})$

Schritt 1.2

Die Identitätsmatrix oder Einheitsmatrix der Größe $4$ ist die $4 \times 4$ Quadratmatrix mit Einsen auf der Hauptdiagonalen und Nullen überall anders.

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

Schritt 1.3

Setze die bekannten Werte in $p (λ) = Determinante (A - λ I_{4})$ ein.

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Schritt 1.3.1

Ersetze $A$ durch $[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}]$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] - λ I_{4})$

Schritt 1.3.2

Ersetze $I_{4}$ durch $[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}]$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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.

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 1.4.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.2

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.3

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.4

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.4.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.4.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.5

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.5.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.7

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.7.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.7.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.8

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.8.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.8.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.9

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.9.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.9.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.10

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.10.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.10.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.11

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.12

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.12.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.12.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.13

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.13.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.13.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.14

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.14.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.14.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.15

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.15.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.15.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 1.4.1.2.16

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - λ \end{array}])$

Schritt 1.4.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 0 - λ & 4 + 0 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3

Simplify each element.

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Schritt 1.4.3.1

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 + 0 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.2

Addiere $4$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.3

Addiere $10$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.4

Addiere $0$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 + 0 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.5

Addiere $- 1$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.6

Addiere $5$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.7

Addiere $0$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.8

Addiere $7$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.9

Addiere $- 14$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - λ & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.10

Addiere $0$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - λ & 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.11

Addiere $- 12$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - λ & 0 \\ - 12 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.12

Addiere $24$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - λ & 0 \\ - 12 & 24 & 6 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.4.3.13

Addiere $6$ und $0$ .

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} - λ & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - λ & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - λ & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 - λ \end{array}]$

Schritt 1.5

Find the determinant.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.1

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 column $4$ by its cofactor and add.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

$| \begin{array}{c} + & - & + & - \\ - & + & - & + \\ + & - & + & - \\ - & + & - & + \end{array} |$

Schritt 1.5.1.2

The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a $-$ position on the sign chart.

Schritt 1.5.1.3

The minor for $a_{14}$ is the determinant with row $1$ and column $4$ deleted.

$| \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.4

Multiply element $a_{14}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.5

The minor for $a_{24}$ is the determinant with row $2$ and column $4$ deleted.

$| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.6

Multiply element $a_{24}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.7

The minor for $a_{34}$ is the determinant with row $3$ and column $4$ deleted.

$| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.8

Multiply element $a_{34}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.9

The minor for $a_{44}$ is the determinant with row $4$ and column $4$ deleted.

$| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.10

Multiply element $a_{44}$ by its cofactor.

$(2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.11

Add the terms together.

$p (λ) = 0 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + (2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$ .

$p (λ) = 0 + 0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + (2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.3

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} | + (2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.4

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ - 12 & 24 & 6 \end{array} |$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.5

Berechne $| \begin{array}{c} - λ & 4 & 10 \\ - 1 & 4 - λ & 5 \\ 7 & - 14 & 2 - λ \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.1

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.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

$| \begin{array}{c} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & + \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.2

The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a $-$ position on the sign chart.

Schritt 1.5.5.1.3

The minor for $a_{11}$ is the determinant with row $1$ and column $1$ deleted.

$| \begin{array}{c} 4 - λ & 5 \\ - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.4

Multiply element $a_{11}$ by its cofactor.

$- λ | \begin{array}{c} 4 - λ & 5 \\ - 14 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.5

The minor for $a_{12}$ is the determinant with row $1$ and column $2$ deleted.

$| \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.6

Multiply element $a_{12}$ by its cofactor.

$- 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.7

The minor for $a_{13}$ is the determinant with row $1$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.8

Multiply element $a_{13}$ by its cofactor.

$10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ | \begin{array}{c} 4 - λ & 5 \\ - 14 & 2 - λ \end{array} | - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2

Berechne $| \begin{array}{c} 4 - λ & 5 \\ - 14 & 2 - λ \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.2.1

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.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ ((4 - λ) (2 - λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.5.2.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.2.2.1.1

Multipliziere $(4 - λ) (2 - λ)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 1.5.5.2.2.1.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (4 (2 - λ) - λ (2 - λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (4 \cdot 2 + 4 (- λ) - λ (2 - λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (4 \cdot 2 + 4 (- λ) - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.1

Mutltipliziere $4$ mit $2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 + 4 (- λ) - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $4$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.3

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ - λ (- λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.4

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.5

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

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Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.5.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.5.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ + 1 λ^{2} - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.1.7

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 4 λ - 2 λ + λ^{2} - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.2.2

Subtrahiere $2 λ$ von $- 4 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 6 λ + λ^{2} - (- 14 \cdot 5)) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.3

Multipliziere $- (- 14 \cdot 5)$ .

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Schritt 1.5.5.2.2.1.3.1

Mutltipliziere $- 14$ mit $5$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 6 λ + λ^{2} - - 70) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.1.3.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 70$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (8 - 6 λ + λ^{2} + 70) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.2

Addiere $8$ und $70$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (- 6 λ + λ^{2} + 78) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2.2.3

Stelle $- 6 λ$ und $λ^{2}$ um.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 | \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} | + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3

Berechne $| \begin{array}{c} - 1 & 5 \\ 7 & 2 - λ \end{array} |$ .

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Schritt 1.5.5.3.1

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.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- (2 - λ) - 7 \cdot 5) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.5.3.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.5.3.2.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- 1 \cdot 2 - - λ - 7 \cdot 5) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- 2 - - λ - 7 \cdot 5) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.3

Multipliziere $- - λ$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.3.2.1.3.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- 2 + 1 λ - 7 \cdot 5) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.3.2

Mutltipliziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- 2 + λ - 7 \cdot 5) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.4

Mutltipliziere $- 7$ mit $5$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (- 2 + λ - 35) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.2

Subtrahiere $35$ von $- 2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 | \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.4

Berechne $| \begin{array}{c} - 1 & 4 - λ \\ 7 & - 14 \end{array} |$ .

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Schritt 1.5.5.4.1

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.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (- - 14 - 7 (4 - λ)))$

Schritt 1.5.5.4.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.5.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.5.4.2.1.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 14$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (14 - 7 (4 - λ)))$

Schritt 1.5.5.4.2.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (14 - 7 \cdot 4 - 7 (- λ)))$

Schritt 1.5.5.4.2.1.3

Mutltipliziere $- 7$ mit $4$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (14 - 28 - 7 (- λ)))$

Schritt 1.5.5.4.2.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 7$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (14 - 28 + 7 λ))$

Schritt 1.5.5.4.2.2

Subtrahiere $28$ von $14$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (- 14 + 7 λ))$

Schritt 1.5.5.4.2.3

Stelle $- 14$ und $7 λ$ um.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ (λ^{2} - 6 λ + 78) - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.5.5.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.5.5.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ \cdot λ^{2} - λ (- 6 λ) - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2

Vereinfache.

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Schritt 1.5.5.5.1.2.1

Multipliziere $λ$ mit $λ^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.5.1.2.1.1

Bewege $λ^{2}$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- (λ^{2} λ) - λ (- 6 λ) - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2.1.2

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $λ$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.5.1.2.1.2.1

Potenziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 6 λ) - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2.1.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{2 + 1} - λ (- 6 λ) - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2.1.3

Addiere $2$ und $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} - λ (- 6 λ) - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} - 1 \cdot - 6 λ \cdot λ - λ \cdot 78 - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.2.3

Mutltipliziere $78$ mit $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} - 1 \cdot - 6 λ \cdot λ - 78 λ - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.5.5.1.3.1

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

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Schritt 1.5.5.5.1.3.1.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} - 1 \cdot - 6 (λ \cdot λ) - 78 λ - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.3.1.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} - 1 \cdot - 6 λ^{2} - 78 λ - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.3.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 6$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 (λ - 37) + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.4

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 λ - 4 \cdot - 37 + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.5

Mutltipliziere $- 4$ mit $- 37$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 λ + 148 + 10 (7 λ - 14))$

Schritt 1.5.5.5.1.6

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 λ + 148 + 10 (7 λ) + 10 \cdot - 14)$

Schritt 1.5.5.5.1.7

Mutltipliziere $7$ mit $10$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 λ + 148 + 70 λ + 10 \cdot - 14)$

Schritt 1.5.5.5.1.8

Mutltipliziere $10$ mit $- 14$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 78 λ - 4 λ + 148 + 70 λ - 140)$

Schritt 1.5.5.5.2

Subtrahiere $4 λ$ von $- 78 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 82 λ + 148 + 70 λ - 140)$

Schritt 1.5.5.5.3

Addiere $- 82 λ$ und $70 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 148 - 140)$

Schritt 1.5.5.5.4

Subtrahiere $140$ von $148$ .

$p (λ) = 0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$

Schritt 1.5.6

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.6.1

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $0 + 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ .

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Schritt 1.5.6.1.1

Addiere $0$ und $0$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$

Schritt 1.5.6.1.2

Addiere $0$ und $0$ .

$p (λ) = 0 + (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$

Schritt 1.5.6.1.3

Addiere $0$ und $(2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ .

$p (λ) = (2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$

Schritt 1.5.6.2

Multipliziere $(2 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.

$p (λ) = 2 (- λ^{3}) + 2 (6 λ^{2}) + 2 (- 12 λ) + 2 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.6.3.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 2 (6 λ^{2}) + 2 (- 12 λ) + 2 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.2

Mutltipliziere $6$ mit $2$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} + 2 (- 12 λ) + 2 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.3

Mutltipliziere $- 12$ mit $2$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 2 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.4

Mutltipliziere $2$ mit $8$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.5

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ^{3} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.6

Multipliziere $λ$ mit $λ^{3}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.5.6.3.6.1

Bewege $λ^{3}$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - 1 \cdot - 1 (λ^{3} λ) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.6.2

Mutltipliziere $λ^{3}$ mit $λ$ .

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Schritt 1.5.6.3.6.2.1

Potenziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - 1 \cdot - 1 (λ^{3} λ^{1}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.6.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - 1 \cdot - 1 λ^{3 + 1} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.6.3

Addiere $3$ und $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 - 1 \cdot - 1 λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.7

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + 1 λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.8

Mutltipliziere $λ^{4}$ mit $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.9

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ \cdot λ^{2} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.10

Multipliziere $λ$ mit $λ^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.5.6.3.10.1

Bewege $λ^{2}$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 1 \cdot 6 (λ^{2} λ) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.10.2

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $λ$ .

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Schritt 1.5.6.3.10.2.1

Potenziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 1 \cdot 6 (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.10.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ^{2 + 1} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.10.3

Addiere $2$ und $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ^{3} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.11

Mutltipliziere $- 1$ mit $6$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.12

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 λ \cdot λ - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.13

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

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Schritt 1.5.6.3.13.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 (λ \cdot λ) - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.13.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 λ^{2} - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.14

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 12$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} + 12 λ^{2} - λ \cdot 8$

Schritt 1.5.6.3.15

Mutltipliziere $8$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 6 λ^{3} + 12 λ^{2} - 8 λ$

Schritt 1.5.6.4

Subtrahiere $6 λ^{3}$ von $- 2 λ^{3}$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + 12 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} + 12 λ^{2} - 8 λ$

Schritt 1.5.6.5

Addiere $12 λ^{2}$ und $12 λ^{2}$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} - 24 λ + 16 + λ^{4} - 8 λ$

Schritt 1.5.6.6

Subtrahiere $8 λ$ von $- 24 λ$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} - 32 λ + 16 + λ^{4}$

Schritt 1.5.6.7

Bewege $16$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} - 32 λ + λ^{4} + 16$

Schritt 1.5.6.8

Bewege $- 32 λ$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} + λ^{4} - 32 λ + 16$

Schritt 1.5.6.9

Bewege $24 λ^{2}$ .

$p (λ) = - 8 λ^{3} + λ^{4} + 24 λ^{2} - 32 λ + 16$

Schritt 1.5.6.10

Stelle $- 8 λ^{3}$ und $λ^{4}$ um.

$p (λ) = λ^{4} - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} - 32 λ + 16$

Schritt 1.6

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

$λ^{4} - 8 λ^{3} + 24 λ^{2} - 32 λ + 16 = 0$

Schritt 1.7

Löse nach $λ$ auf.

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Schritt 1.7.1

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 1.7.1.1

Passe jeden Term so an, dass er den Termen des binomischen Lehrsatzes entspricht.

$λ^{4} - 4 \cdot (2 λ^{3}) + 6 \cdot (2^{2} λ^{2}) - 4 \cdot (2^{3} λ) + 2^{4} = 0$

Schritt 1.7.1.2

Faktorisiere $λ^{4} - 4 \cdot 2 λ^{3} + 6 \cdot 2^{2} λ^{2} - 4 \cdot 2^{3} λ + 2^{4}$ mithilfe des Binomischen Lehrsatzes.

${(2 - λ)}^{4} = 0$

Schritt 1.7.2

Setze $2 - λ$ gleich $0$ .

$2 - λ = 0$

Schritt 1.7.3

Löse nach $λ$ auf.

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Schritt 1.7.3.1

Subtrahiere $2$ von beiden Seiten der Gleichung.

$- λ = - 2$

Schritt 1.7.3.2

Teile jeden Ausdruck in $- λ = - 2$ durch $- 1$ und vereinfache.

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Schritt 1.7.3.2.1

Teile jeden Ausdruck in $- λ = - 2$ durch $- 1$ .

$\frac{- λ}{- 1} = \frac{- 2}{- 1}$

Schritt 1.7.3.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 1.7.3.2.2.1

Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.

$\frac{λ}{1} = \frac{- 2}{- 1}$

Schritt 1.7.3.2.2.2

Dividiere $λ$ durch $1$ .

$λ = \frac{- 2}{- 1}$

Schritt 1.7.3.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 1.7.3.2.3.1

Dividiere $- 2$ durch $- 1$ .

$λ = 2$

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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{4})$

Schritt 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 2$ .

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Schritt 3.1

Setze die bekannten Werte in die Formel ein.

$N ([\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] - 2 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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 $- 2$ mit jedem Element der Matrix.

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 3.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.2

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.3

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.4

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.5

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.6

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.7

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.8

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.9

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.10

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.11

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.12

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.13

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.14

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.15

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Schritt 3.2.1.2.16

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

$[\begin{array}{c} 0 - 2 & 4 + 0 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3

Simplify each element.

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Schritt 3.2.3.1

Subtrahiere $2$ von $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 + 0 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.2

Addiere $4$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.3

Addiere $10$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.4

Addiere $0$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 + 0 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.5

Addiere $- 1$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 4 - 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.6

Subtrahiere $2$ von $4$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 + 0 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.7

Addiere $5$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 + 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.8

Addiere $0$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 + 0 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.9

Addiere $7$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.10

Addiere $- 14$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 2 - 2 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.11

Subtrahiere $2$ von $2$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 + 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.12

Addiere $0$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 \\ - 12 + 0 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.13

Addiere $- 12$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 + 0 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.14

Addiere $24$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.15

Addiere $6$ und $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 2 - 2 \end{array}]$

Schritt 3.2.3.16

Subtrahiere $2$ von $2$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3

Find the null space when $λ = 2$ .

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Schritt 3.3.1

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

$[\begin{array}{c} - 2 & 4 & 10 & 0 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2

Ermittele die normierte Zeilenstufenform.

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Schritt 3.3.2.1

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

$[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} \cdot - 2 & - \frac{1}{2} \cdot 4 & - \frac{1}{2} \cdot 10 & - \frac{1}{2} \cdot 0 & - \frac{1}{2} \cdot 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.1.2

Vereinfache $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ - 1 & 2 & 5 & 0 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.2

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

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Schritt 3.3.2.2.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ - 1 + 1 \cdot 1 & 2 - 2 & 5 - 5 & 0 + 0 & 0 + 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.2.2

Vereinfache $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 7 & - 14 & 0 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.3

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 7 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

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Schritt 3.3.2.3.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 7 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 7 - 7 \cdot 1 & - 14 - 7 \cdot - 2 & 0 - 7 \cdot - 5 & 0 - 7 \cdot 0 & 0 - 7 \cdot 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.3.2

Vereinfache $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 35 & 0 & 0 \\ - 12 & 24 & 6 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.4

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 12 R_{1}$ to make the entry at $4, 1$ a $0$ .

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Schritt 3.3.2.4.1

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 12 R_{1}$ to make the entry at $4, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 35 & 0 & 0 \\ - 12 + 12 \cdot 1 & 24 + 12 \cdot - 2 & 6 + 12 \cdot - 5 & 0 + 12 \cdot 0 & 0 + 12 \cdot 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.4.2

Vereinfache $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 35 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 54 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.5

Swap $R_{3}$ with $R_{2}$ to put a nonzero entry at $2, 3$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 35 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 54 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.6

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{35}$ to make the entry at $2, 3$ a $1$ .

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Schritt 3.3.2.6.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{35}$ to make the entry at $2, 3$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ \frac{0}{35} & \frac{0}{35} & \frac{35}{35} & \frac{0}{35} & \frac{0}{35} \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 54 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.6.2

Vereinfache $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 54 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.7

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 54 R_{2}$ to make the entry at $4, 3$ a $0$ .

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Schritt 3.3.2.7.1

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 54 R_{2}$ to make the entry at $4, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 + 54 \cdot 0 & 0 + 54 \cdot 0 & - 54 + 54 \cdot 1 & 0 + 54 \cdot 0 & 0 + 54 \cdot 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.7.2

Vereinfache $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & - 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.8

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 5 R_{2}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

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Schritt 3.3.2.8.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 5 R_{2}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 5 \cdot 0 & - 2 + 5 \cdot 0 & - 5 + 5 \cdot 1 & 0 + 5 \cdot 0 & 0 + 5 \cdot 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.2.8.2

Vereinfache $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Schritt 3.3.3

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

$x_{1} - 2 x_{2} = 0$

$x_{3} = 0$

$0 = 0$

Schritt 3.3.4

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

$[\begin{array}{c} x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3} \\ x_{4} \end{array}] = [\begin{array}{c} 2 x_{2} \\ x_{2} \\ 0 \\ x_{4} \end{array}]$

Schritt 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3} \\ x_{4} \end{array}] = x_{2} [\begin{array}{c} 2 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{array}] + x_{4} [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{array}]$

Schritt 3.3.6

Write as a solution set.

${x_{2} [\begin{array}{c} 2 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{array}] + x_{4} [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{array}] | x_{2}, x_{4} \in R}$

Schritt 3.3.7

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

${[\begin{array}{c} 2 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{array}], [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{array}]}$

Schritt 4

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

${[\begin{array}{c} 2 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{array}], [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{array}]}$