Lineare Algebra Beispiele

[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]

$[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]$

Schritt 1

Stelle die Formel auf, um die charakteristische Gleichung

p (λ)

$p (λ)$ zu ermitteln.

p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})

$p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})$

Schritt 2

Die Identitätsmatrix oder Einheitsmatrix der Größe

2

$2$ ist die

2 \times 2

$2 \times 2$ Quadratmatrix mit Einsen auf der Hauptdiagonalen und Nullen überall anders.

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

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

Schritt 3

Setze die bekannten Werte in

p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})

$p (λ) = Determinante (A - λ I_{2})$ ein.

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Schritt 3.1

Ersetze

A

$A$ durch

[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]

$[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ I_{2})

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ I_{2})$

Schritt 3.2

Ersetze

I_{2}

$I_{2}$ durch

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

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

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Schritt 4

Vereinfache.

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Schritt 4.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 4.1.1

Multipliziere

- λ

$- λ$ mit jedem Element der Matrix.

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 4.1.2.1

Mutltipliziere

- 1

$- 1$ mit

1

$1$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2.2

Multipliziere

- λ \cdot 0

$- λ \cdot 0$ .

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Schritt 4.1.2.2.1

Mutltipliziere

0

$0$ mit

- 1

$- 1$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2.2.2

Mutltipliziere

0

$0$ mit

λ

$λ$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2.3

Multipliziere

- λ \cdot 0

$- λ \cdot 0$ .

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Schritt 4.1.2.3.1

Mutltipliziere

0

$0$ mit

- 1

$- 1$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2.3.2

Mutltipliziere

0

$0$ mit

λ

$λ$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Schritt 4.1.2.4

Mutltipliziere

- 1

$- 1$ mit

1

$1$ .

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])

$p (λ) = Determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

Schritt 4.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 + 0 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 + 0 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]$

Schritt 4.3

Simplify each element.

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Schritt 4.3.1

Addiere

2

$2$ und

0

$0$ .

p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]$

Schritt 4.3.2

Addiere

4

$4$ und

0

$0$ .

p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]$

p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]$

p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]

$p (λ) = Determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]$

Schritt 5

Find the determinant.

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Schritt 5.1

Die Determinante einer

2 \times 2

$2 \times 2$ -Matrix kann mithilfe der Formel

| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ bestimmt werden.

p (λ) = (3 - λ) (6 - λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = (3 - λ) (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 5.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.2.1.1

Multipliziere

(3 - λ) (6 - λ)

$(3 - λ) (6 - λ)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 5.2.1.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

p (λ) = 3 (6 - λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 3 (6 - λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 5.2.1.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.2.1.2.1.1

Mutltipliziere

3

$3$ mit

6

$6$ .

p (λ) = 18 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.2

Mutltipliziere

- 1

$- 1$ mit

3

$3$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.3

Mutltipliziere

6

$6$ mit

- 1

$- 1$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - λ (- λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.4

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.5

Multipliziere

λ

$λ$ mit

λ

$λ$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 5.2.1.2.1.5.1

Bewege

λ

$λ$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.5.2

Mutltipliziere

λ

$λ$ mit

λ

$λ$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 4 \cdot 2$

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.6

Mutltipliziere

- 1

$- 1$ mit

- 1

$- 1$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + 1 λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + 1 λ^{2} - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.1.7

Mutltipliziere

λ^{2}

$λ^{2}$ mit

1

$1$ .

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.2.2

Subtrahiere

6 λ

$6 λ$ von

- 3 λ

$- 3 λ$ .

p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

Schritt 5.2.1.3

Mutltipliziere

- 4

$- 4$ mit

2

$2$ .

p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 8

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 8$

p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 8

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 8$

Schritt 5.2.2

Subtrahiere

8

$8$ von

18

$18$ .

p (λ) = - 9 λ + λ^{2} + 10

$p (λ) = - 9 λ + λ^{2} + 10$

Schritt 5.2.3

Stelle

- 9 λ

$- 9 λ$ und

λ^{2}

$λ^{2}$ um.

p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10

$p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10$

p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10

$p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10$

p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10

$p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10$