Lineare Algebra Beispiele

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

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

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

Schritt 1.3.2

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

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

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.

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

Schritt 1.4.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 1.4.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.2

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.3

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.4

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.4.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.4.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.5

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.5.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.7

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.7.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.7.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.8

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.8.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.8.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.9

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.9.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.9.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.10

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.10.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.10.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.11

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.12

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.12.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.12.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.13

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.13.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.13.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.14

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.14.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.14.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.15

Multipliziere $- λ \cdot 0$ .

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Schritt 1.4.1.2.15.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.4.1.2.15.2

Mutltipliziere $0$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.4.1.2.16

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 1.4.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

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

Schritt 1.4.3

Simplify each element.

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Schritt 1.4.3.1

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

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

Schritt 1.4.3.2

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.3

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.4

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.5

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.6

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

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

Schritt 1.4.3.7

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.8

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.9

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.10

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.11

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

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

Schritt 1.4.3.12

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.13

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.14

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.15

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 1.4.3.16

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

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

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

$| \begin{array}{c} - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.4

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

$- λ | \begin{array}{c} - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.5

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

$| \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.6

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

$- 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.7

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

$| \begin{array}{c} 1 & - λ & 0 \\ 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & 0 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.8

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

$0 | \begin{array}{c} 1 & - λ & 0 \\ 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & 0 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.1.9

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

$| \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.10

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

$1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.1.11

Add the terms together.

$p (λ) = - λ | \begin{array}{c} - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \end{array} | - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 1 & - λ & 0 \\ 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & 0 & - λ \end{array} | + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} 1 & - λ & 0 \\ 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & 0 & - λ \end{array} |$ .

$p (λ) = - λ | \begin{array}{c} - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \end{array} | - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3

Berechne $| \begin{array}{c} - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.3.1

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 1.5.3.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Schritt 1.5.3.1.2

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

Schritt 1.5.3.1.3

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

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

Schritt 1.5.3.1.4

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

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

Schritt 1.5.3.1.5

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

$| \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.3.1.6

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

$1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.3.1.7

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

$| \begin{array}{c} - 1 & - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.1.8

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

$0 | \begin{array}{c} - 1 & - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = - λ (- λ | \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ - 1 & - λ \end{array} | + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} - 1 & - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - 1 & - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$ .

$p (λ) = - λ (- λ | \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ - 1 & - λ \end{array} | + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3

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

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Schritt 1.5.3.3.1

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.

$p (λ) = - λ (- λ (- λ (- λ) - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.3.3.2.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - λ (- λ (- 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.2

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

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Schritt 1.5.3.3.2.2.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ (- 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.2.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ (- 1 \cdot - 1 λ^{2} - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (1 λ^{2} - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.4

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - - - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.5

Multipliziere $- - - 1$ .

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Schritt 1.5.3.3.2.5.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1 \cdot 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.3.2.5.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 | \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} | + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.4

Berechne $| \begin{array}{c} - 1 & - 1 \\ 0 & - λ \end{array} |$ .

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Schritt 1.5.3.4.1

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.

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 (- - λ + 0 \cdot - 1) + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.4.2

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.3.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.3.4.2.1.1

Multipliziere $- - λ$ .

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Schritt 1.5.3.4.2.1.1.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 (1 λ + 0 \cdot - 1) + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.4.2.1.1.2

Mutltipliziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 (λ + 0 \cdot - 1) + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.4.2.1.2

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 (λ + 0) + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.4.2.2

Addiere $λ$ und $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 λ + 0) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 1.5.3.5.1

Addiere $- λ (λ^{2} - 1) + 1 λ$ und $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ (λ^{2} - 1) + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.3.5.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = - λ (- λ \cdot λ^{2} - λ \cdot - 1 + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.2

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

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Schritt 1.5.3.5.2.2.1

Bewege $λ^{2}$ .

$p (λ) = - λ (- (λ^{2} λ) - λ \cdot - 1 + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.2.2

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $λ$ .

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Schritt 1.5.3.5.2.2.2.1

Potenziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- (λ^{2} λ^{1}) - λ \cdot - 1 + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.2.2.2

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

$p (λ) = - λ (- λ^{2 + 1} - λ \cdot - 1 + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.2.3

Addiere $2$ und $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} - λ \cdot - 1 + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.3

Multipliziere $- λ \cdot - 1$ .

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Schritt 1.5.3.5.2.3.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 1 λ + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.3.2

Mutltipliziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + λ + 1 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.2.4

Mutltipliziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + λ + λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.3.5.3

Addiere $λ$ und $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} | + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ 0 & - λ & - 1 \\ - 1 & - 1 & - λ \end{array} |$ .

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Schritt 1.5.4.1

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 $2$ by its cofactor and add.

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Schritt 1.5.4.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Schritt 1.5.4.1.2

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

Schritt 1.5.4.1.3

The minor for $a_{21}$ is the determinant with row $2$ and column $1$ deleted.

$| \begin{array}{c} - 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.4

Multiply element $a_{21}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} - 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.5

The minor for $a_{22}$ is the determinant with row $2$ and column $2$ deleted.

$| \begin{array}{c} 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.6

Multiply element $a_{22}$ by its cofactor.

$- λ | \begin{array}{c} 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.7

The minor for $a_{23}$ is the determinant with row $2$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.8

Multiply element $a_{23}$ by its cofactor.

$1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 | \begin{array}{c} - 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} | - λ | \begin{array}{c} 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} | + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.2

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ | \begin{array}{c} 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} | + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.3

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & 0 \\ - 1 & - λ \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.3.1

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.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (1 (- λ) - - 0) + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.3.2

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.3.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.3.2.1.1

Mutltipliziere $- λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ - - 0) + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.3.2.1.2

Multipliziere $- - 0$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.3.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ - 0) + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.3.2.1.2.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ + 0) + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.3.2.2

Addiere $- λ$ und $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.4

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.4.1

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.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 (1 \cdot - 1 - - - 1)) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.4.2

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.4.2.1.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 (- 1 - - - 1)) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.4.2.1.2

Multipliziere $- - - 1$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.4.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 (- 1 - 1 \cdot 1)) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.4.2.1.2.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 (- 1 - 1)) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.4.2.2

Subtrahiere $1$ von $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (0 - λ (- λ) + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.5.1

Subtrahiere $λ (- λ)$ von $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (- λ (- λ) + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.5.2.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (- 1 \cdot - 1 λ \cdot λ + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2.2

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.4.5.2.2.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (- 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2.2.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (- 1 \cdot - 1 λ^{2} + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (1 λ^{2} + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2.4

Mutltipliziere $λ^{2}$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} + 1 \cdot - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.4.5.2.5

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 | \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.5

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & - λ & - 1 \\ 0 & - 1 & - λ \\ - 1 & 0 & - 1 \end{array} |$ .

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 $2$ 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 $a_{21}$ is the determinant with row $2$ and column $1$ deleted.

$| \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.4

Multiply element $a_{21}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.5

The minor for $a_{22}$ is the determinant with row $2$ and column $2$ deleted.

$| \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.6

Multiply element $a_{22}$ by its cofactor.

$- 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.7

The minor for $a_{23}$ is the determinant with row $2$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.8

Multiply element $a_{23}$ by its cofactor.

$λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |$

Schritt 1.5.5.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 | \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ 0 & - 1 \end{array} | - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} | + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $| \begin{array}{c} - λ & - 1 \\ 0 & - 1 \end{array} |$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 | \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} | + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

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.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 (1 \cdot - 1 - - - 1) + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.3.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.3.2.1.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 (- 1 - - - 1) + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.2

Multipliziere $- - - 1$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.3.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 (- 1 - 1 \cdot 1) + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.1.2.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 (- 1 - 1) + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.3.2.2

Subtrahiere $1$ von $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ | \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |)$

Schritt 1.5.5.4

Berechne $| \begin{array}{c} 1 & - λ \\ - 1 & 0 \end{array} |$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

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.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ (1 \cdot 0 - - - λ))$

Schritt 1.5.5.4.2

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.4.2.1.1

Mutltipliziere $0$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ (0 - - - λ))$

Schritt 1.5.5.4.2.1.2

Multipliziere $- - λ$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.4.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ (0 - (1 λ)))$

Schritt 1.5.5.4.2.1.2.2

Mutltipliziere $λ$ mit $1$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ (0 - λ))$

Schritt 1.5.5.4.2.2

Subtrahiere $λ$ von $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (0 - 1 \cdot - 2 + λ (- λ))$

Schritt 1.5.5.5

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.5.1

Subtrahiere $1 \cdot - 2$ von $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (- 1 \cdot - 2 + λ (- λ))$

Schritt 1.5.5.5.2

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.5.5.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 2$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (2 + λ (- λ))$

Schritt 1.5.5.5.2.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (2 - λ \cdot λ)$

Schritt 1.5.5.5.2.3

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

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Schritt 1.5.5.5.2.3.1

Bewege $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (2 - (λ \cdot λ))$

Schritt 1.5.5.5.2.3.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (2 - λ^{2})$

Schritt 1.5.5.5.3

Stelle $2$ und $- λ^{2}$ um.

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 0 + 1 (- λ^{2} + 2)$

Schritt 1.5.6

Vereinfache die Determinante.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.5.6.1

Addiere $- λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2)$ und $0$ .

$p (λ) = - λ (- λ^{3} + 2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 1 (- λ^{2} + 2)$

Schritt 1.5.6.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.6.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$p (λ) = - λ (- λ^{3}) - λ (2 λ) - 1 (λ^{2} - 2) + 1 (- λ^{2} + 2)$

Schritt 1.5.6.2.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

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

Schritt 1.5.6.2.3

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

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

Schritt 1.5.6.2.4

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.5.6.2.4.1

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

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Schritt 1.5.6.2.4.1.1

Bewege $λ^{3}$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.1.2

Mutltipliziere $λ^{3}$ mit $λ$ .

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Schritt 1.5.6.2.4.1.2.1

Potenziere $λ$ mit $1$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.1.2.2

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

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

Schritt 1.5.6.2.4.1.3

Addiere $3$ und $1$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.3

Mutltipliziere $λ^{4}$ mit $1$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.4

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

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Schritt 1.5.6.2.4.4.1

Bewege $λ$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.4.2

Mutltipliziere $λ$ mit $λ$ .

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

Schritt 1.5.6.2.4.5

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$p (λ) = λ^{4} - 2 λ^{2} - 1 (λ^{2} - 2) + 1 (- λ^{2} + 2)$

Schritt 1.5.6.2.5

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 1.5.6.2.6

Schreibe $- 1 λ^{2}$ als $- λ^{2}$ um.

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

Schritt 1.5.6.2.7

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 2$ .

$p (λ) = λ^{4} - 2 λ^{2} - λ^{2} + 2 + 1 (- λ^{2} + 2)$

Schritt 1.5.6.2.8

Mutltipliziere $- λ^{2} + 2$ mit $1$ .

$p (λ) = λ^{4} - 2 λ^{2} - λ^{2} + 2 - λ^{2} + 2$

Schritt 1.5.6.3

Subtrahiere $λ^{2}$ von $- 2 λ^{2}$ .

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

Schritt 1.5.6.4

Subtrahiere $λ^{2}$ von $- 3 λ^{2}$ .

$p (λ) = λ^{4} - 4 λ^{2} + 2 + 2$

Schritt 1.5.6.5

Addiere $2$ und $2$ .

$p (λ) = λ^{4} - 4 λ^{2} + 4$

Schritt 1.6

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

$λ^{4} - 4 λ^{2} + 4 = 0$

Schritt 1.7

Löse nach $λ$ auf.

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Schritt 1.7.1

Setze $u = λ^{2}$ in die Gleichung ein. Das macht die Quadratformel leicht anzuwenden.

$u^{2} - 4 u + 4 = 0$

$u = λ^{2}$

Schritt 1.7.2

Faktorisiere unter Verwendung der binomischen Formeln.

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Schritt 1.7.2.1

Schreibe $4$ als $2^{2}$ um.

$u^{2} - 4 u + 2^{2} = 0$

Schritt 1.7.2.2

Überprüfe, ob der mittlere Term das Zweifache des Produkts der Zahlen ist, die im ersten Term und im dritten Term quadriert werden.

$4 u = 2 \cdot u \cdot 2$

Schritt 1.7.2.3

Schreibe das Polynom neu.

$u^{2} - 2 \cdot u \cdot 2 + 2^{2} = 0$

Schritt 1.7.2.4

Faktorisiere mithilfe der trinomischen Formel für das perfekte Quadrat $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ , wobei $a = u$ und $b = 2$ .

${(u - 2)}^{2} = 0$

Schritt 1.7.3

Setze $u - 2$ gleich $0$ .

$u - 2 = 0$

Schritt 1.7.4

Addiere $2$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$u = 2$

Schritt 1.7.5

Rücksubstituiere den tatsächlichen Wert von $u = λ^{2}$ in die gelöste Gleichung.

$λ^{2} = 2$

Schritt 1.7.6

Löse die Gleichung nach $λ$ auf.

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Schritt 1.7.6.1

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$λ = \pm \sqrt{2}$

Schritt 1.7.6.2

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

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Schritt 1.7.6.2.1

Verwende zunächst den positiven Wert des $\pm$ , um die erste Lösung zu finden.

$λ = \sqrt{2}$

Schritt 1.7.6.2.2

Als Nächstes verwende den negativen Wert von $\pm$ , um die zweite Lösung zu finden.

$λ = - \sqrt{2}$

Schritt 1.7.6.2.3

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

$λ = \sqrt{2}, - \sqrt{2}$

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 $λ = \sqrt{2}$ .

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Schritt 3.1

Setze die bekannten Werte in die Formel ein.

$N ([\begin{array}{c} 0 & 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & - 1 & 0 & - 1 \\ - 1 & 0 & - 1 & 0 \end{array}] - \sqrt{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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 $- \sqrt{2}$ mit jedem Element der Matrix.

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

Schritt 3.2.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 3.2.1.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.2

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.2.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.2.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.3

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.3.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.3.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.4

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.4.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.4.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.5

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.5.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.5.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.7

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.7.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.7.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.8

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.8.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.8.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.9

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.9.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.9.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.10

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.10.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.10.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.11

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.12

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.12.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.12.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.13

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.13.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.13.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.14

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.14.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.14.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.15

Multipliziere $- \sqrt{2} \cdot 0$ .

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Schritt 3.2.1.2.15.1

Mutltipliziere $0$ mit $- 1$ .

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

Schritt 3.2.1.2.15.2

Mutltipliziere $0$ mit $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 3.2.1.2.16

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

Schritt 3.2.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

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

Schritt 3.2.3

Simplify each element.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.2.3.1

Subtrahiere $\sqrt{2}$ von $0$ .

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

Schritt 3.2.3.2

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.3

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.4

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.5

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.6

Subtrahiere $\sqrt{2}$ von $0$ .

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

Schritt 3.2.3.7

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.8

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.9

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.10

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.11

Subtrahiere $\sqrt{2}$ von $0$ .

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

Schritt 3.2.3.12

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.13

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.14

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.15

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 3.2.3.16

Subtrahiere $\sqrt{2}$ von $0$ .

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

Schritt 3.3

Find the null space when $λ = \sqrt{2}$ .

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Schritt 3.3.1

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

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

Schritt 3.3.2

Ermittele die normierte Zeilenstufenform.

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Schritt 3.3.2.1

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

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

Schritt 3.3.2.1.2

Vereinfache $R_{1}$ .

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

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 $0$ .

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

Schritt 3.3.2.2.2

Vereinfache $R_{2}$ .

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

Schritt 3.3.2.3

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

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Schritt 3.3.2.3.1

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

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

Schritt 3.3.2.3.2

Vereinfache $R_{4}$ .

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

Schritt 3.3.2.4

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

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Schritt 3.3.2.4.1

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

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

Schritt 3.3.2.4.2

Vereinfache $R_{2}$ .

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

Schritt 3.3.2.5

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

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Schritt 3.3.2.5.1

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

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

Schritt 3.3.2.5.2

Vereinfache $R_{3}$ .

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

Schritt 3.3.2.6

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

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Schritt 3.3.2.6.1

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

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

Schritt 3.3.2.6.2

Vereinfache $R_{4}$ .

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

Schritt 3.3.2.7

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.2.7.1

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

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

Schritt 3.3.2.7.2

Vereinfache $R_{1}$ .

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

Schritt 3.3.3

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

$x_{1} + x_{3} + \sqrt{2} x_{4} = 0$

$x_{2} + \sqrt{2} x_{3} + x_{4} = 0$

$0 = 0$

Schritt 3.3.4

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

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

Schritt 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

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

Schritt 3.3.6

Write as a solution set.

${x_{3} [\begin{array}{c} - 1 \\ - \sqrt{2} \\ 1 \\ 0 \end{array}] + x_{4} [\begin{array}{c} - \sqrt{2} \\ - 1 \\ 0 \\ 1 \end{array}] | x_{3}, x_{4} \in R}$

Schritt 3.3.7

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

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

Schritt 4

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

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Schritt 4.1

Setze die bekannten Werte in die Formel ein.

$N ([\begin{array}{c} 0 & 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & - 1 & 0 & - 1 \\ - 1 & 0 & - 1 & 0 \end{array}] + \sqrt{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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 $\sqrt{2}$ mit jedem Element der Matrix.

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

Schritt 4.2.1.2

Vereinfache jedes Element der Matrix.

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Schritt 4.2.1.2.1

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $1$ .

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

Schritt 4.2.1.2.2

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.3

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.4

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.5

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.6

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $1$ .

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

Schritt 4.2.1.2.7

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.8

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.9

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.10

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.11

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $1$ .

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

Schritt 4.2.1.2.12

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.13

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.14

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.15

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $0$ .

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

Schritt 4.2.1.2.16

Mutltipliziere $\sqrt{2}$ mit $1$ .

Schritt 4.2.2

Addiere die entsprechenden Elemente.

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

Schritt 4.2.3

Simplify each element.

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Schritt 4.2.3.1

Addiere $0$ und $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 4.2.3.2

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.3

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.4

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.5

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.6

Addiere $0$ und $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 4.2.3.7

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.8

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.9

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.10

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.11

Addiere $0$ und $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 4.2.3.12

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.13

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.14

Addiere $0$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.15

Addiere $- 1$ und $0$ .

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

Schritt 4.2.3.16

Addiere $0$ und $\sqrt{2}$ .

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

Schritt 4.3

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

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Schritt 4.3.1

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

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

Schritt 4.3.2

Ermittele die normierte Zeilenstufenform.

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Schritt 4.3.2.1

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

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

Schritt 4.3.2.1.2

Vereinfache $R_{1}$ .

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

Schritt 4.3.2.2

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

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Schritt 4.3.2.2.1

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

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

Schritt 4.3.2.2.2

Vereinfache $R_{2}$ .

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

Schritt 4.3.2.3

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

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Schritt 4.3.2.3.1

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

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

Schritt 4.3.2.3.2

Vereinfache $R_{4}$ .

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

Schritt 4.3.2.4

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

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Schritt 4.3.2.4.1

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

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

Schritt 4.3.2.4.2

Vereinfache $R_{2}$ .

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

Schritt 4.3.2.5

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

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Schritt 4.3.2.5.1

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

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

Schritt 4.3.2.5.2

Vereinfache $R_{3}$ .

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

Schritt 4.3.2.6

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} - \frac{\sqrt{2}}{2} R_{2}$ to make the entry at $4, 2$ a $0$ .

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Schritt 4.3.2.6.1

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} - \frac{\sqrt{2}}{2} R_{2}$ to make the entry at $4, 2$ a $0$ .

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

Schritt 4.3.2.6.2

Vereinfache $R_{4}$ .

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

Schritt 4.3.2.7

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

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Schritt 4.3.2.7.1

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

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

Schritt 4.3.2.7.2

Vereinfache $R_{1}$ .

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

Schritt 4.3.3

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

$x_{1} + x_{3} - \sqrt{2} x_{4} = 0$

$x_{2} - \sqrt{2} x_{3} + x_{4} = 0$

$0 = 0$

Schritt 4.3.4

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

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

Schritt 4.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

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

Schritt 4.3.6

Write as a solution set.

${x_{3} [\begin{array}{c} - 1 \\ \sqrt{2} \\ 1 \\ 0 \end{array}] + x_{4} [\begin{array}{c} \sqrt{2} \\ - 1 \\ 0 \\ 1 \end{array}] | x_{3}, x_{4} \in R}$

Schritt 4.3.7

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

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

Schritt 5

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

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