Álgebra Ejemplos

A=[221100021]A=221100021
Paso 1
Establece la fórmula para obtener la ecuación característica p(λ)p(λ).
p(λ)=determinante(A-λI3)p(λ)=determinante(AλI3)
Paso 2
La matriz de identidades o matriz unidad de tamaño 33 es la matriz cuadrada 3×33×3 con unos en la diagonal principal y ceros en los otros lugares.
[100010001]100010001
Paso 3
Sustituye los valores conocidos en p(λ)=determinante(A-λI3)p(λ)=determinante(AλI3).
Toca para ver más pasos...
Paso 3.1
Sustituye [221100021]221100021 por AA.
p(λ)=determinante([221100021]-λI3)p(λ)=determinante221100021λI3
Paso 3.2
Sustituye [100010001]100010001 por I3I3.
p(λ)=determinante([221100021]-λ[100010001])p(λ)=determinante221100021λ100010001
p(λ)=determinante([221100021]-λ[100010001])p(λ)=determinante221100021λ100010001
Paso 4
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.1
Multiplica -λλ por cada elemento de la matriz.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ1λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2
Simplifica cada elemento de la matriz.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.1
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λλ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.2
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.2.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ0λλ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.2.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.3
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.3.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ00λλ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.3.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.4
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.4.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λλ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.4.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.5
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λλ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.6
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.6.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ0λλ0λ0λ1
Paso 4.1.2.6.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.7
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.7.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ00λλ0λ1
Paso 4.1.2.7.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ00λ0λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ00λ0λ1
Paso 4.1.2.8
Multiplica -λ0λ0.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1.2.8.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000λ-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λλ1
Paso 4.1.2.8.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λ1
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000-λ1])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λ1
Paso 4.1.2.9
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λ
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λ
p(λ)=determinante([221100021]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante221100021+λ000λ000λ
Paso 4.2
Suma los elementos correspondientes.
p(λ)=determinante[2-λ2+01+01+00-λ0+00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ2+01+01+00λ0+00+02+01λ
Paso 4.3
Simplifica cada elemento.
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Paso 4.3.1
Suma 22 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ21+01+00-λ0+00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ21+01+00λ0+00+02+01λ
Paso 4.3.2
Suma 11 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ211+00-λ0+00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ211+00λ0+00+02+01λ
Paso 4.3.3
Suma 11 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ2110-λ0+00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ2110λ0+00+02+01λ
Paso 4.3.4
Resta λλ de 00.
p(λ)=determinante[2-λ211-λ0+00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ211λ0+00+02+01λ
Paso 4.3.5
Suma 00 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ211-λ00+02+01-λ]p(λ)=determinante2λ211λ00+02+01λ
Paso 4.3.6
Suma 00 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ211-λ002+01-λ]p(λ)=determinante2λ211λ002+01λ
Paso 4.3.7
Suma 22 y 00.
p(λ)=determinante[2-λ211-λ0021-λ]p(λ)=determinante2λ211λ0021λ
p(λ)=determinante[2-λ211-λ0021-λ]p(λ)=determinante2λ211λ0021λ
p(λ)=determinante[2-λ211-λ0021-λ]p(λ)=determinante2λ211λ0021λ
Paso 5
Obtén el determinante.
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Paso 5.1
Elige la fila o columna con más elementos 00. Si no hay elementos 00, elige cualquier fila o columna. Multiplica cada elemento en la columna 11 por su cofactor y suma.
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Paso 5.1.1
Considera el cuadro de signos correspondiente.
|+-+-+-+-+|∣ ∣+++++∣ ∣
Paso 5.1.2
El cofactor es el elemento menor con el signo cambiado si los índices coinciden con una posición - en el cuadro de signos.
Paso 5.1.3
El elemento menor de a11a11 es la determinante con la fila 11 y la columna 11 borradas.
|-λ021-λ|λ021λ
Paso 5.1.4
Multiplica el elemento a11a11 por su cofactor.
(2-λ)|-λ021-λ|(2λ)λ021λ
Paso 5.1.5
El elemento menor de a21a21 es la determinante con la fila 22 y la columna 11 borradas.
|2121-λ|2121λ
Paso 5.1.6
Multiplica el elemento a21a21 por su cofactor.
-1|2121-λ|12121λ
Paso 5.1.7
El elemento menor de a31a31 es la determinante con la fila 33 y la columna 11 borradas.
|21-λ0|21λ0
Paso 5.1.8
Multiplica el elemento a31a31 por su cofactor.
0|21-λ0|021λ0
Paso 5.1.9
Suma los términos juntos.
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|p(λ)=(2λ)λ021λ12121λ+021λ0
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|p(λ)=(2λ)λ021λ12121λ+021λ0
Paso 5.2
Multiplica 00 por |21-λ0|21λ0.
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)λ021λ12121λ+0
Paso 5.3
Evalúa |-λ021-λ|λ021λ.
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Paso 5.3.1
El determinante de una matriz 2×22×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
p(λ)=(2-λ)(-λ(1-λ)-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ(1λ)20)12121λ+0
Paso 5.3.2
Simplifica el determinante.
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Paso 5.3.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 5.3.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(2-λ)(-λ1-λ(-λ)-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ1λ(λ)20)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.2
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=(2-λ)(-λ-λ(-λ)-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λλ(λ)20)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.3
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1-1λλ-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ11λλ20)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.4
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.3.2.1.4.1
Multiplica λλ por λλ sumando los exponentes.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.3.2.1.4.1.1
Mueve λλ.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1-1(λλ)-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ11(λλ)20)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.4.1.2
Multiplica λλ por λλ.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1-1λ2-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ11λ220)12121λ+0
p(λ)=(2-λ)(-λ-1-1λ2-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ11λ220)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.4.2
Multiplica -11 por -11.
p(λ)=(2-λ)(-λ+1λ2-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+1λ220)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.4.3
Multiplica λ2λ2 por 11.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+λ220)12121λ+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-20)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+λ220)12121λ+0
Paso 5.3.2.1.5
Multiplica -22 por 00.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+λ2+0)12121λ+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+λ2+0)12121λ+0
Paso 5.3.2.2
Suma -λ+λ2λ+λ2 y 00.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ+λ2)12121λ+0
Paso 5.3.2.3
Reordena -λλ y λ2λ2.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)12121λ+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)12121λ+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)12121λ+0
Paso 5.4
Evalúa |2121-λ|2121λ.
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Paso 5.4.1
El determinante de una matriz 2×22×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2(1-λ)-21)+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)1(2(1λ)21)+0
Paso 5.4.2
Simplifica el determinante.
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Paso 5.4.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.4.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(21+2(-λ)-21)+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)1(21+2(λ)21)+0
Paso 5.4.2.1.2
Multiplica 22 por 11.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2+2(-λ)-21)+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)1(2+2(λ)21)+0
Paso 5.4.2.1.3
Multiplica -11 por 22.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-21)+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)1(22λ21)+0
Paso 5.4.2.1.4
Multiplica -22 por 11.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0p(λ)=(2λ)(λ2λ)1(22λ2)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0
Paso 5.4.2.2
Combina los términos opuestos en 2-2λ-2.
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Paso 5.4.2.2.1
Resta 2 de 2.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ+0)+0
Paso 5.4.2.2.2
Suma -2λ y 0.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
Paso 5.5
Simplifica el determinante.
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Paso 5.5.1
Suma (2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ) y 0.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2
Simplifica cada término.
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Paso 5.5.2.1
Expande (2-λ)(λ2-λ) con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
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Paso 5.5.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=2(λ2-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.1.2
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.1.3
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λλ2-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λλ2-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2
Simplifica y combina los términos similares.
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Paso 5.5.2.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 5.5.2.2.1.1
Multiplica -1 por 2.
p(λ)=2λ2-2λ-λλ2-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.2
Multiplica λ por λ2 sumando los exponentes.
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Paso 5.5.2.2.1.2.1
Mueve λ2.
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ)-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.2.2
Multiplica λ2 por λ.
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Paso 5.5.2.2.1.2.2.1
Eleva λ a la potencia de 1.
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ1)-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.2.2.2
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.2.3
Suma 2 y 1.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.3
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1-1λλ-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.4
Multiplica λ por λ sumando los exponentes.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.5.2.2.1.4.1
Mueve λ.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1-1(λλ)-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.4.2
Multiplica λ por λ.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1-1λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1-1λ2-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.5
Multiplica -1 por -1.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+1λ2-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.1.6
Multiplica λ2 por 1.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
Paso 5.5.2.2.2
Suma 2λ2 y λ2.
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
Paso 5.5.2.3
Multiplica -2 por -1.
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
Paso 5.5.3
Combina los términos opuestos en 3λ2-2λ-λ3+2λ.
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Paso 5.5.3.1
Suma -2λ y 2λ.
p(λ)=3λ2-λ3+0
Paso 5.5.3.2
Suma 3λ2-λ3 y 0.
p(λ)=3λ2-λ3
p(λ)=3λ2-λ3
Paso 5.5.4
Reordena 3λ2 y -λ3.
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
Paso 6
Establece el polinomio característico igual a 0 para obtener los valores propios λ.
-λ3+3λ2=0
Paso 7
Resuelve λ
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Paso 7.1
Factoriza -λ2 de -λ3+3λ2.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.1.1
Factoriza -λ2 de -λ3.
-λ2λ+3λ2=0
Paso 7.1.2
Factoriza -λ2 de 3λ2.
-λ2λ-λ2-3=0
Paso 7.1.3
Factoriza -λ2 de -λ2(λ)-λ2(-3).
-λ2(λ-3)=0
-λ2(λ-3)=0
Paso 7.2
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a 0, la expresión completa será igual a 0.
λ2=0
λ-3=0
Paso 7.3
Establece λ2 igual a 0 y resuelve λ.
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Paso 7.3.1
Establece λ2 igual a 0.
λ2=0
Paso 7.3.2
Resuelve λ2=0 en λ.
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Paso 7.3.2.1
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
λ=±0
Paso 7.3.2.2
Simplifica ±0.
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Paso 7.3.2.2.1
Reescribe 0 como 02.
λ=±02
Paso 7.3.2.2.2
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
λ=±0
Paso 7.3.2.2.3
Más o menos 0 es 0.
λ=0
λ=0
λ=0
λ=0
Paso 7.4
Establece λ-3 igual a 0 y resuelve λ.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.4.1
Establece λ-3 igual a 0.
λ-3=0
Paso 7.4.2
Suma 3 a ambos lados de la ecuación.
λ=3
λ=3
Paso 7.5
La solución final comprende todos los valores que hacen -λ2(λ-3)=0 verdadera.
λ=0,3
λ=0,3
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