Álgebra lineal Ejemplos

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

Paso 1

Obtén los valores propios.

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Paso 1.1

Establece la fórmula para obtener la ecuación característica $p (λ)$ .

$p (λ) = determinante (A - λ I_{3})$

Paso 1.2

La matriz de identidades o matriz unidad de tamaño $3$ es la matriz cuadrada $3 \times 3$ con unos en la diagonal principal y ceros en los otros lugares.

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

Paso 1.3

Sustituye los valores conocidos en $p (λ) = determinante (A - λ I_{3})$ .

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Paso 1.3.1

Sustituye $[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}]$ por $A$ .

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

Paso 1.3.2

Sustituye $[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}]$ por $I_{3}$ .

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

Paso 1.4

Simplifica.

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Paso 1.4.1

Simplifica cada término.

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Paso 1.4.1.1

Multiplica $- λ$ por cada elemento de la matriz.

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

Paso 1.4.1.2

Simplifica cada elemento de la matriz.

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Paso 1.4.1.2.1

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.4.1.2.2

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.2.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.2.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.3

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.3.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.3.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.4

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.4.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.4.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.5

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.4.1.2.6

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.6.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.6.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.7

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.7.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.7.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.8

Multiplica $- λ \cdot 0$ .

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Paso 1.4.1.2.8.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.4.1.2.8.2

Multiplica $0$ por $λ$ .

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

Paso 1.4.1.2.9

Multiplica $- 1$ por $1$ .

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \end{array}])$

Paso 1.4.2

Suma los elementos correspondientes.

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 2 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3

Simplify each element.

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Paso 1.4.3.1

Suma $- 1$ y $0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 2 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3.2

Suma $0$ y $0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 & 0 \\ - 1 + 0 & 2 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3.3

Suma $- 1$ y $0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3.4

Suma $- 1$ y $0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 - λ & - 1 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3.5

Suma $0$ y $0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 1 - λ & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 - λ & - 1 \\ 0 & - 1 + 0 & 1 - λ \end{array}]$

Paso 1.4.3.6

Suma $- 1$ y $0$ .

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

Paso 1.5

Find the determinant.

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Paso 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.

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Paso 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Paso 1.5.1.2

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

Paso 1.5.1.3

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

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

Paso 1.5.1.4

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

$(1 - λ) | \begin{array}{c} 2 - λ & - 1 \\ - 1 & 1 - λ \end{array} |$

Paso 1.5.1.5

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

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

Paso 1.5.1.6

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

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

Paso 1.5.1.7

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

$| \begin{array}{c} - 1 & 2 - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Paso 1.5.1.8

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

$0 | \begin{array}{c} - 1 & 2 - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$

Paso 1.5.1.9

Add the terms together.

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

Paso 1.5.2

Multiplica $0$ por $| \begin{array}{c} - 1 & 2 - λ \\ 0 & - 1 \end{array} |$ .

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

Paso 1.5.3

Evalúa $| \begin{array}{c} 2 - λ & - 1 \\ - 1 & 1 - λ \end{array} |$ .

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Paso 1.5.3.1

El determinante de una matriz $2 \times 2$ puede obtenerse usando la fórmula $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

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

Paso 1.5.3.2

Simplifica el determinante.

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Paso 1.5.3.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 1.5.3.2.1.1

Expande $(2 - λ) (1 - λ)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 1.5.3.2.1.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 1.5.3.2.1.1.2

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 1.5.3.2.1.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 1.5.3.2.1.2

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 1.5.3.2.1.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 1.5.3.2.1.2.1.1

Multiplica $2$ por $1$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.2

Multiplica $- 1$ por $2$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.3

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.4

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.5

Multiplica $λ$ por $λ$ sumando los exponentes.

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Paso 1.5.3.2.1.2.1.5.1

Mueve $λ$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.5.2

Multiplica $λ$ por $λ$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.6

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.1.7

Multiplica $λ^{2}$ por $1$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.2.2

Resta $λ$ de $- 2 λ$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.3

Multiplica $- - - 1$ .

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Paso 1.5.3.2.1.3.1

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

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

Paso 1.5.3.2.1.3.2

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.5.3.2.2

Resta $1$ de $2$ .

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

Paso 1.5.3.2.3

Reordena $- 3 λ$ y $λ^{2}$ .

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

Paso 1.5.4

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

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Paso 1.5.4.1

El determinante de una matriz $2 \times 2$ puede obtenerse usando la fórmula $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

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

Paso 1.5.4.2

Simplifica el determinante.

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Paso 1.5.4.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 1.5.4.2.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 1.5.4.2.1.2

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.5.4.2.1.3

Multiplica $- - λ$ .

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Paso 1.5.4.2.1.3.1

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

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

Paso 1.5.4.2.1.3.2

Multiplica $λ$ por $1$ .

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

Paso 1.5.4.2.1.4

Multiplica $0$ por $- 1$ .

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

Paso 1.5.4.2.2

Suma $- 1 + λ$ y $0$ .

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

Paso 1.5.4.2.3

Reordena $- 1$ y $λ$ .

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

Paso 1.5.5

Simplifica el determinante.

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Paso 1.5.5.1

Suma $(1 - λ) (λ^{2} - 3 λ + 1) + 1 (λ - 1)$ y $0$ .

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

Paso 1.5.5.2

Simplifica cada término.

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Paso 1.5.5.2.1

Expande $(1 - λ) (λ^{2} - 3 λ + 1)$ mediante la multiplicación de cada término de la primera expresión por cada término de la segunda expresión.

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

Paso 1.5.5.2.2

Simplifica cada término.

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Paso 1.5.5.2.2.1

Multiplica $λ^{2}$ por $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.2

Multiplica $- 3 λ$ por $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.3

Multiplica $1$ por $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.4

Multiplica $λ$ por $λ^{2}$ sumando los exponentes.

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Paso 1.5.5.2.2.4.1

Mueve $λ^{2}$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.4.2

Multiplica $λ^{2}$ por $λ$ .

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Paso 1.5.5.2.2.4.2.1

Eleva $λ$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.4.2.2

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 1.5.5.2.2.4.3

Suma $2$ y $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.5

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

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

Paso 1.5.5.2.2.6

Multiplica $λ$ por $λ$ sumando los exponentes.

Toca para ver más pasos...

Paso 1.5.5.2.2.6.1

Mueve $λ$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.6.2

Multiplica $λ$ por $λ$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.7

Multiplica $- 1$ por $- 3$ .

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

Paso 1.5.5.2.2.8

Multiplica $- 1$ por $1$ .

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

Paso 1.5.5.2.3

Suma $λ^{2}$ y $3 λ^{2}$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - 3 λ + 1 - λ^{3} - λ + 1 (λ - 1)$

Paso 1.5.5.2.4

Resta $λ$ de $- 3 λ$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - 4 λ + 1 - λ^{3} + 1 (λ - 1)$

Paso 1.5.5.2.5

Multiplica $λ - 1$ por $1$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - 4 λ + 1 - λ^{3} + λ - 1$

Paso 1.5.5.3

Combina los términos opuestos en $4 λ^{2} - 4 λ + 1 - λ^{3} + λ - 1$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 1.5.5.3.1

Resta $1$ de $1$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - 4 λ - λ^{3} + λ + 0$

Paso 1.5.5.3.2

Suma $4 λ^{2} - 4 λ - λ^{3} + λ$ y $0$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - 4 λ - λ^{3} + λ$

Paso 1.5.5.4

Suma $- 4 λ$ y $λ$ .

$p (λ) = 4 λ^{2} - λ^{3} - 3 λ$

Paso 1.5.5.5

Reordena $4 λ^{2}$ y $- λ^{3}$ .

$p (λ) = - λ^{3} + 4 λ^{2} - 3 λ$

Paso 1.6

Establece el polinomio característico igual a $0$ para obtener los valores propios $λ$ .

$- λ^{3} + 4 λ^{2} - 3 λ = 0$

Paso 1.7

Resuelve $λ$

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Paso 1.7.1

Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.

Toca para ver más pasos...

Paso 1.7.1.1

Factoriza $- λ$ de $- λ^{3} + 4 λ^{2} - 3 λ$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 1.7.1.1.1

Factoriza $- λ$ de $- λ^{3}$ .

$- λ \cdot λ^{2} + 4 λ^{2} - 3 λ = 0$

Paso 1.7.1.1.2

Factoriza $- λ$ de $4 λ^{2}$ .

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

Paso 1.7.1.1.3

Factoriza $- λ$ de $- 3 λ$ .

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

Paso 1.7.1.1.4

Factoriza $- λ$ de $- λ (λ^{2}) - λ (- 4 λ)$ .

$- λ (λ^{2} - 4 λ) - λ \cdot 3 = 0$

Paso 1.7.1.1.5

Factoriza $- λ$ de $- λ (λ^{2} - 4 λ) - λ (3)$ .

$- λ (λ^{2} - 4 λ + 3) = 0$

Paso 1.7.1.2

Factoriza.

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Paso 1.7.1.2.1

Factoriza $λ^{2} - 4 λ + 3$ con el método AC.

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Paso 1.7.1.2.1.1

Considera la forma $x^{2} + b x + c$ . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea $c$ y cuya suma sea $b$ . En este caso, cuyo producto es $3$ y cuya suma es $- 4$ .

$- 3, - 1$

Paso 1.7.1.2.1.2

Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.

$- λ ((λ - 3) (λ - 1)) = 0$

Paso 1.7.1.2.2

Elimina los paréntesis innecesarios.

$- λ (λ - 3) (λ - 1) = 0$

Paso 1.7.2

Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a $0$ , la expresión completa será igual a $0$ .

$λ = 0$

$λ - 3 = 0$

$λ - 1 = 0$

Paso 1.7.3

Establece $λ$ igual a $0$ .

$λ = 0$

Paso 1.7.4

Establece $λ - 3$ igual a $0$ y resuelve $λ$ .

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Paso 1.7.4.1

Establece $λ - 3$ igual a $0$ .

$λ - 3 = 0$

Paso 1.7.4.2

Suma $3$ a ambos lados de la ecuación.

$λ = 3$

Paso 1.7.5

Establece $λ - 1$ igual a $0$ y resuelve $λ$ .

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Paso 1.7.5.1

Establece $λ - 1$ igual a $0$ .

$λ - 1 = 0$

Paso 1.7.5.2

Suma $1$ a ambos lados de la ecuación.

$λ = 1$

Paso 1.7.6

La solución final comprende todos los valores que hacen $- λ (λ - 3) (λ - 1) = 0$ verdadera.

$λ = 0, 3, 1$

Paso 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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{3})$

Paso 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 0$ .

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Paso 3.1

Sustituye los valores conocidos en la fórmula.

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

Paso 3.2

Simplifica.

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Paso 3.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 3.2.1.1

Multiplica $0$ por cada elemento de la matriz.

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

Paso 3.2.1.2

Simplifica cada elemento de la matriz.

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Paso 3.2.1.2.1

Multiplica $0$ por $1$ .

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

Paso 3.2.1.2.2

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.3

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.4

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.5

Multiplica $0$ por $1$ .

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

Paso 3.2.1.2.6

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.7

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.8

Multiplica $0$ por $0$ .

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

Paso 3.2.1.2.9

Multiplica $0$ por $1$ .

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

Paso 3.2.2

Adding any matrix to a null matrix is the matrix itself.

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Paso 3.2.2.1

Suma los elementos correspondientes.

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

Paso 3.2.2.2

Simplify each element.

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Paso 3.2.2.2.1

Suma $1$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.2

Suma $- 1$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.3

Suma $0$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.4

Suma $- 1$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.5

Suma $2$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.6

Suma $- 1$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.7

Suma $0$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.8

Suma $- 1$ y $0$ .

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

Paso 3.2.2.2.9

Suma $1$ y $0$ .

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

Paso 3.3

Find the null space when $λ = 0$ .

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Paso 3.3.1

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

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

Paso 3.3.2

Obtén la forma escalonada reducida por filas.

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Paso 3.3.2.1

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

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Paso 3.3.2.1.1

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

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

Paso 3.3.2.1.2

Simplifica $R_{2}$ .

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

Paso 3.3.2.2

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

Toca para ver más pasos...

Paso 3.3.2.2.1

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

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

Paso 3.3.2.2.2

Simplifica $R_{3}$ .

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

Paso 3.3.2.3

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

Toca para ver más pasos...

Paso 3.3.2.3.1

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

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

Paso 3.3.2.3.2

Simplifica $R_{1}$ .

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

Paso 3.3.3

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

$x - z = 0$

$y - z = 0$

$0 = 0$

Paso 3.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} z \\ z \\ z \end{array}]$

Paso 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} 1 \\ 1 \\ 1 \end{array}]$

Paso 3.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} 1 \\ 1 \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Paso 3.3.7

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

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

Paso 4

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 3$ .

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Paso 4.1

Sustituye los valores conocidos en la fórmula.

$N ([\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] - 3 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Paso 4.2

Simplifica.

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Paso 4.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 4.2.1.1

Multiplica $- 3$ por cada elemento de la matriz.

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2

Simplifica cada elemento de la matriz.

Toca para ver más pasos...

Paso 4.2.1.2.1

Multiplica $- 3$ por $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.2

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.3

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.4

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.5

Multiplica $- 3$ por $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.6

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.7

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 \\ 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.8

Multiplica $- 3$ por $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Paso 4.2.1.2.9

Multiplica $- 3$ por $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.2

Suma los elementos correspondientes.

$[\begin{array}{c} 1 - 3 & - 1 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 2 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3

Simplify each element.

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Paso 4.2.3.1

Resta $3$ de $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 + 0 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 2 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.2

Suma $- 1$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 + 0 \\ - 1 + 0 & 2 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.3

Suma $0$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 + 0 & 2 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.4

Suma $- 1$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 & 2 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.5

Resta $3$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 & - 1 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.6

Suma $- 1$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 & - 1 & - 1 \\ 0 + 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.7

Suma $0$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 & - 1 & - 1 \\ 0 & - 1 + 0 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.8

Suma $- 1$ y $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & - 1 & 0 \\ - 1 & - 1 & - 1 \\ 0 & - 1 & 1 - 3 \end{array}]$

Paso 4.2.3.9

Resta $3$ de $1$ .

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

Paso 4.3

Find the null space when $λ = 3$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 4.3.1

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

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

Paso 4.3.2

Obtén la forma escalonada reducida por filas.

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Paso 4.3.2.1

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

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Paso 4.3.2.1.1

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

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

Paso 4.3.2.1.2

Simplifica $R_{1}$ .

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

Paso 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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Paso 4.3.2.2.1

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

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

Paso 4.3.2.2.2

Simplifica $R_{2}$ .

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

Paso 4.3.2.3

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

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Paso 4.3.2.3.1

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

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

Paso 4.3.2.3.2

Simplifica $R_{2}$ .

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

Paso 4.3.2.4

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

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Paso 4.3.2.4.1

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

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

Paso 4.3.2.4.2

Simplifica $R_{3}$ .

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

Paso 4.3.2.5

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

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Paso 4.3.2.5.1

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

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

Paso 4.3.2.5.2

Simplifica $R_{1}$ .

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

Paso 4.3.3

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

$x - z = 0$

$y + 2 z = 0$

$0 = 0$

Paso 4.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} z \\ - 2 z \\ z \end{array}]$

Paso 4.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} 1 \\ - 2 \\ 1 \end{array}]$

Paso 4.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} 1 \\ - 2 \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Paso 4.3.7

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

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

Paso 5

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 1$ .

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Paso 5.1

Sustituye los valores conocidos en la fórmula.

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

Paso 5.2

Simplifica.

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Paso 5.2.1

Resta los elementos correspondientes.

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

Paso 5.2.2

Simplify each element.

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Paso 5.2.2.1

Resta $1$ de $1$ .

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

Paso 5.2.2.2

Resta $0$ de $- 1$ .

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

Paso 5.2.2.3

Resta $0$ de $0$ .

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

Paso 5.2.2.4

Resta $0$ de $- 1$ .

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

Paso 5.2.2.5

Resta $1$ de $2$ .

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

Paso 5.2.2.6

Resta $0$ de $- 1$ .

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

Paso 5.2.2.7

Resta $0$ de $0$ .

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

Paso 5.2.2.8

Resta $0$ de $- 1$ .

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

Paso 5.2.2.9

Resta $1$ de $1$ .

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

Paso 5.3

Find the null space when $λ = 1$ .

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Paso 5.3.1

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

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

Paso 5.3.2

Obtén la forma escalonada reducida por filas.

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Paso 5.3.2.1

Swap $R_{2}$ with $R_{1}$ to put a nonzero entry at $1, 1$ .

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

Paso 5.3.2.2

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

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Paso 5.3.2.2.1

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

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

Paso 5.3.2.2.2

Simplifica $R_{1}$ .

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

Paso 5.3.2.3

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

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Paso 5.3.2.3.1

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

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

Paso 5.3.2.3.2

Simplifica $R_{2}$ .

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

Paso 5.3.2.4

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

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Paso 5.3.2.4.1

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

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

Paso 5.3.2.4.2

Simplifica $R_{3}$ .

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

Paso 5.3.2.5

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

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Paso 5.3.2.5.1

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

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

Paso 5.3.2.5.2

Simplifica $R_{1}$ .

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

Paso 5.3.3

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

$x + z = 0$

$y = 0$

$0 = 0$

Paso 5.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} - z \\ 0 \\ z \end{array}]$

Paso 5.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} - 1 \\ 0 \\ 1 \end{array}]$

Paso 5.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} - 1 \\ 0 \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Paso 5.3.7

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

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

Paso 6

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

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