Álgebra lineal Ejemplos

[987345210]987345210
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).
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Paso 3.1
Sustituye [987345210]987345210 por AA.
p(λ)=determinante([987345210]-λI3)p(λ)=determinante987345210λI3
Paso 3.2
Sustituye [100010001]100010001 por I3I3.
p(λ)=determinante([987345210]-λ[100010001])p(λ)=determinante987345210λ100010001
p(λ)=determinante([987345210]-λ[100010001])p(λ)=determinante987345210λ100010001
Paso 4
Simplifica.
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Paso 4.1
Simplifica cada término.
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Paso 4.1.1
Multiplica -λλ por cada elemento de la matriz.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ1λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2
Simplifica cada elemento de la matriz.
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Paso 4.1.2.1
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+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([987345210]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ0λλ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.2.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+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([987345210]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ00λλ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.3.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.4
Multiplica -λ0λ0.
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Paso 4.1.2.4.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λλ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.4.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ1λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.5
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λλ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.6
Multiplica -λ0λ0.
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Paso 4.1.2.6.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ0λλ0λ0λ1
Paso 4.1.2.6.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ0λ0λ0λ1
Paso 4.1.2.7
Multiplica -λ0λ0.
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Paso 4.1.2.7.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ00λλ0λ1
Paso 4.1.2.7.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ00λ0λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ00λ0λ1
Paso 4.1.2.8
Multiplica -λ0λ0.
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Paso 4.1.2.8.1
Multiplica 00 por -11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000λ-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λλ1
Paso 4.1.2.8.2
Multiplica 00 por λλ.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λ1
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ1])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λ1
Paso 4.1.2.9
Multiplica -11 por 11.
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λ
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λ
p(λ)=determinante([987345210]+[-λ000-λ000-λ])p(λ)=determinante987345210+λ000λ000λ
Paso 4.2
Suma los elementos correspondientes.
p(λ)=determinante[9-λ8+07+03+04-λ5+02+01+00-λ]p(λ)=determinante9λ8+07+03+04λ5+02+01+00λ
Paso 4.3
Simplify each element.
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Paso 4.3.1
Suma 88 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ87+03+04-λ5+02+01+00-λ]p(λ)=determinante9λ87+03+04λ5+02+01+00λ
Paso 4.3.2
Suma 77 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ873+04-λ5+02+01+00-λ]p(λ)=determinante9λ873+04λ5+02+01+00λ
Paso 4.3.3
Suma 33 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ5+02+01+00-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ5+02+01+00λ
Paso 4.3.4
Suma 55 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ52+01+00-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ52+01+00λ
Paso 4.3.5
Suma 22 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ521+00-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ521+00λ
Paso 4.3.6
Suma 11 y 00.
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ5210-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ5210λ
Paso 4.3.7
Resta λλ de 00.
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ521-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ521λ
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ521-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ521λ
p(λ)=determinante[9-λ8734-λ521-λ]p(λ)=determinante9λ8734λ521λ
Paso 5
Find the determinant.
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Paso 5.1
Choose the row or column with the most 00 elements. If there are no 00 elements choose any row or column. Multiply every element in row 11 by its cofactor and add.
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Paso 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|∣ ∣+++++∣ ∣
Paso 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Paso 5.1.3
The minor for a11a11 is the determinant with row 11 and column 11 deleted.
|4-λ51-λ|4λ51λ
Paso 5.1.4
Multiply element a11a11 by its cofactor.
(9-λ)|4-λ51-λ|(9λ)4λ51λ
Paso 5.1.5
The minor for a12a12 is the determinant with row 11 and column 22 deleted.
|352-λ|352λ
Paso 5.1.6
Multiply element a12a12 by its cofactor.
-8|352-λ|8352λ
Paso 5.1.7
The minor for a13a13 is the determinant with row 11 and column 33 deleted.
|34-λ21|34λ21
Paso 5.1.8
Multiply element a13a13 by its cofactor.
7|34-λ21|734λ21
Paso 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)4λ51λ8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)4λ51λ8352λ+734λ21
Paso 5.2
Evalúa |4-λ51-λ|4λ51λ.
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Paso 5.2.1
El determinante de una matriz 2×22×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
p(λ)=(9-λ)((4-λ)(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)((4λ)(λ)15)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2
Simplifica el determinante.
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Paso 5.2.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 5.2.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(9-λ)(4(-λ)-λ(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4(λ)λ(λ)15)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.2
Multiplica -11 por 44.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-λ(-λ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λλ(λ)15)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.3
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λλ-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ11λλ15)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.4
Simplifica cada término.
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Paso 5.2.2.1.4.1
Multiplica λλ por λλ sumando los exponentes.
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Paso 5.2.2.1.4.1.1
Mueve λλ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1(λλ)-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ11(λλ)15)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.4.1.2
Multiplica λλ por λλ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ11λ215)8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1-1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ11λ215)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.4.2
Multiplica -11 por -11.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+1λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ+1λ215)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.4.3
Multiplica λ2λ2 por 11.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ+λ215)8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-15)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ+λ215)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.1.5
Multiplica -11 por 55.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ+λ25)8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(4λ+λ25)8352λ+734λ21
Paso 5.2.2.2
Reordena -4λ4λ y λ2λ2.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(λ24λ5)8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|p(λ)=(9λ)(λ24λ5)8352λ+734λ21
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Paso 5.3
Evalúa |352-λ|.
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Paso 5.3.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(3(-λ)-25)+7|34-λ21|
Paso 5.3.2
Simplifica cada término.
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Paso 5.3.2.1
Multiplica -1 por 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-25)+7|34-λ21|
Paso 5.3.2.2
Multiplica -2 por 5.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
Paso 5.4
Evalúa |34-λ21|.
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Paso 5.4.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(31-2(4-λ))
Paso 5.4.2
Simplifica el determinante.
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Paso 5.4.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 5.4.2.1.1
Multiplica 3 por 1.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-2(4-λ))
Paso 5.4.2.1.2
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-24-2(-λ))
Paso 5.4.2.1.3
Multiplica -2 por 4.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8-2(-λ))
Paso 5.4.2.1.4
Multiplica -1 por -2.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
Paso 5.4.2.2
Resta 8 de 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(-5+2λ)
Paso 5.4.2.3
Reordena -5 y 2λ.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5
Simplifica el determinante.
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Paso 5.5.1
Simplifica cada término.
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Paso 5.5.1.1
Expande (9-λ)(λ2-4λ-5) mediante la multiplicación de cada término de la primera expresión por cada término de la segunda expresión.
p(λ)=9λ2+9(-4λ)+9-5-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2
Simplifica cada término.
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Paso 5.5.1.2.1
Multiplica -4 por 9.
p(λ)=9λ2-36λ+9-5-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.2
Multiplica 9 por -5.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λλ2-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.3
Multiplica λ por λ2 sumando los exponentes.
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Paso 5.5.1.2.3.1
Mueve λ2.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ)-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.3.2
Multiplica λ2 por λ.
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Paso 5.5.1.2.3.2.1
Eleva λ a la potencia de 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ1)-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.3.2.2
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.3.3
Suma 2 y 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λλ-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.5
Multiplica λ por λ sumando los exponentes.
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Paso 5.5.1.2.5.1
Mueve λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4(λλ)-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.5.2
Multiplica λ por λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1-4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.6
Multiplica -1 por -4.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2-λ-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.2.7
Multiplica -5 por -1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.3
Suma 9λ2 y 4λ2.
p(λ)=13λ2-36λ-45-λ3+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.4
Suma -36λ y 5λ.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.5
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ)-8-10+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.6
Multiplica -3 por -8.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ-8-10+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.7
Multiplica -8 por -10.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ-5)
Paso 5.5.1.8
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ)+7-5
Paso 5.5.1.9
Multiplica 2 por 7.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ+7-5
Paso 5.5.1.10
Multiplica 7 por -5.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
Paso 5.5.2
Suma -31λ y 24λ.
p(λ)=13λ2-7λ-45-λ3+80+14λ-35
Paso 5.5.3
Suma -7λ y 14λ.
p(λ)=13λ2+7λ-45-λ3+80-35
Paso 5.5.4
Suma -45 y 80.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+35-35
Paso 5.5.5
Combina los términos opuestos en 13λ2+7λ-λ3+35-35.
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Paso 5.5.5.1
Resta 35 de 35.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+0
Paso 5.5.5.2
Suma 13λ2+7λ-λ3 y 0.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
Paso 5.5.6
Mueve 7λ.
p(λ)=13λ2-λ3+7λ
Paso 5.5.7
Reordena 13λ2 y -λ3.
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
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