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Álgebra lineal Ejemplos
[-26-73-910-13-3]⎡⎢⎣−26−73−910−13−3⎤⎥⎦
Paso 1
Establece la fórmula para obtener la ecuación característica p(λ).
p(λ)=determinante(A-λI3)
Paso 2
La matriz de identidades o matriz unidad de tamaño 3 es la matriz cuadrada 3×3 con unos en la diagonal principal y ceros en los otros lugares.
[100010001]
Paso 3
Paso 3.1
Sustituye [-26-73-910-13-3] por A.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]-λI3)
Paso 3.2
Sustituye [100010001] por I3.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]-λ[100010001])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]-λ[100010001])
Paso 4
Paso 4.1
Simplifica cada término.
Paso 4.1.1
Multiplica -λ por cada elemento de la matriz.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2
Simplifica cada elemento de la matriz.
Paso 4.1.2.1
Multiplica -1 por 1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.2
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.2.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.2.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.3
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.3.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.3.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.4
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.4.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.4.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.5
Multiplica -1 por 1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.6
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.6.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.6.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.7
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.7.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.7.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
Paso 4.1.2.8
Multiplica -λ⋅0.
Paso 4.1.2.8.1
Multiplica 0 por -1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
Paso 4.1.2.8.2
Multiplica 0 por λ.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
Paso 4.1.2.9
Multiplica -1 por 1.
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinante([-26-73-910-13-3]+[-λ000-λ000-λ])
Paso 4.2
Suma los elementos correspondientes.
p(λ)=determinante[-2-λ6+0-7+03+0-9-λ10+0-1+03+0-3-λ]
Paso 4.3
Simplify each element.
Paso 4.3.1
Suma 6 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-7+03+0-9-λ10+0-1+03+0-3-λ]
Paso 4.3.2
Suma -7 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-73+0-9-λ10+0-1+03+0-3-λ]
Paso 4.3.3
Suma 3 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10+0-1+03+0-3-λ]
Paso 4.3.4
Suma 10 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10-1+03+0-3-λ]
Paso 4.3.5
Suma -1 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10-13+0-3-λ]
Paso 4.3.6
Suma 3 y 0.
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10-13-3-λ]
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10-13-3-λ]
p(λ)=determinante[-2-λ6-73-9-λ10-13-3-λ]
Paso 5
Paso 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.
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 a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|-9-λ103-3-λ|
Paso 5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(-2-λ)|-9-λ103-3-λ|
Paso 5.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|310-1-3-λ|
Paso 5.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-6|310-1-3-λ|
Paso 5.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|3-9-λ-13|
Paso 5.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
-7|3-9-λ-13|
Paso 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(-2-λ)|-9-λ103-3-λ|-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)|-9-λ103-3-λ|-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2
Evalúa |-9-λ103-3-λ|.
Paso 5.2.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(-2-λ)((-9-λ)(-3-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2
Simplifica el determinante.
Paso 5.2.2.1
Simplifica cada término.
Paso 5.2.2.1.1
Expande (-9-λ)(-3-λ) con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 5.2.2.1.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(-9(-3-λ)-λ(-3-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.1.2
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(-9⋅-3-9(-λ)-λ(-3-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.1.3
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(-9⋅-3-9(-λ)-λ⋅-3-λ(-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(-9⋅-3-9(-λ)-λ⋅-3-λ(-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2
Simplifica y combina los términos similares.
Paso 5.2.2.1.2.1
Simplifica cada término.
Paso 5.2.2.1.2.1.1
Multiplica -9 por -3.
p(λ)=(-2-λ)(27-9(-λ)-λ⋅-3-λ(-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.2
Multiplica -1 por -9.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ-λ⋅-3-λ(-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.3
Multiplica -3 por -1.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ-λ(-λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ-1⋅-1λ⋅λ-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.5
Multiplica λ por λ sumando los exponentes.
Paso 5.2.2.1.2.1.5.1
Mueve λ.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ-1⋅-1(λ⋅λ)-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.5.2
Multiplica λ por λ.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ-1⋅-1λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ-1⋅-1λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.6
Multiplica -1 por -1.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ+1λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.1.7
Multiplica λ2 por 1.
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ+λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(27+9λ+3λ+λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.2.2
Suma 9λ y 3λ.
p(λ)=(-2-λ)(27+12λ+λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(27+12λ+λ2-3⋅10)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.1.3
Multiplica -3 por 10.
p(λ)=(-2-λ)(27+12λ+λ2-30)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(27+12λ+λ2-30)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.2
Resta 30 de 27.
p(λ)=(-2-λ)(12λ+λ2-3)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.2.2.3
Reordena 12λ y λ2.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6|310-1-3-λ|-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3
Evalúa |310-1-3-λ|.
Paso 5.3.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(3(-3-λ)-(-1⋅10))-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2
Simplifica el determinante.
Paso 5.3.2.1
Simplifica cada término.
Paso 5.3.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(3⋅-3+3(-λ)-(-1⋅10))-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2.1.2
Multiplica 3 por -3.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9+3(-λ)-(-1⋅10))-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2.1.3
Multiplica -1 por 3.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9-3λ-(-1⋅10))-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2.1.4
Multiplica -(-1⋅10).
Paso 5.3.2.1.4.1
Multiplica -1 por 10.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9-3λ--10)-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2.1.4.2
Multiplica -1 por -10.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9-3λ+10)-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9-3λ+10)-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-9-3λ+10)-7|3-9-λ-13|
Paso 5.3.2.2
Suma -9 y 10.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7|3-9-λ-13|
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7|3-9-λ-13|
Paso 5.4
Evalúa |3-9-λ-13|.
Paso 5.4.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(3⋅3--(-9-λ))
Paso 5.4.2
Simplifica el determinante.
Paso 5.4.2.1
Simplifica cada término.
Paso 5.4.2.1.1
Multiplica 3 por 3.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9--(-9-λ))
Paso 5.4.2.1.2
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-(--9--λ))
Paso 5.4.2.1.3
Multiplica -1 por -9.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-(9--λ))
Paso 5.4.2.1.4
Multiplica --λ.
Paso 5.4.2.1.4.1
Multiplica -1 por -1.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-(9+1λ))
Paso 5.4.2.1.4.2
Multiplica λ por 1.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-(9+λ))
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-(9+λ))
Paso 5.4.2.1.5
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-1⋅9-λ)
Paso 5.4.2.1.6
Multiplica -1 por 9.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-9-λ)
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(9-9-λ)
Paso 5.4.2.2
Resta 9 de 9.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(0-λ)
Paso 5.4.2.3
Resta λ de 0.
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=(-2-λ)(λ2+12λ-3)-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5
Simplifica el determinante.
Paso 5.5.1
Simplifica cada término.
Paso 5.5.1.1
Expande (-2-λ)(λ2+12λ-3) mediante la multiplicación de cada término de la primera expresión por cada término de la segunda expresión.
p(λ)=-2λ2-2(12λ)-2⋅-3-λ⋅λ2-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2
Simplifica cada término.
Paso 5.5.1.2.1
Multiplica 12 por -2.
p(λ)=-2λ2-24λ-2⋅-3-λ⋅λ2-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.2
Multiplica -2 por -3.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ⋅λ2-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.3
Multiplica λ por λ2 sumando los exponentes.
Paso 5.5.1.2.3.1
Mueve λ2.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-(λ2λ)-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.3.2
Multiplica λ2 por λ.
Paso 5.5.1.2.3.2.1
Eleva λ a la potencia de 1.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-(λ2λ1)-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.3.2.2
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ2+1-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ2+1-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.3.3
Suma 2 y 1.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-λ(12λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-1⋅12λ⋅λ-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.5
Multiplica λ por λ sumando los exponentes.
Paso 5.5.1.2.5.1
Mueve λ.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-1⋅12(λ⋅λ)-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.5.2
Multiplica λ por λ.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-1⋅12λ2-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-1⋅12λ2-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.6
Multiplica -1 por 12.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-12λ2-λ⋅-3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.2.7
Multiplica -3 por -1.
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-12λ2+3λ-6(-3λ+1)-7(-λ)
p(λ)=-2λ2-24λ+6-λ3-12λ2+3λ-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.3
Resta 12λ2 de -2λ2.
p(λ)=-14λ2-24λ+6-λ3+3λ-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.4
Suma -24λ y 3λ.
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3-6(-3λ+1)-7(-λ)
Paso 5.5.1.5
Aplica la propiedad distributiva.
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3-6(-3λ)-6⋅1-7(-λ)
Paso 5.5.1.6
Multiplica -3 por -6.
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3+18λ-6⋅1-7(-λ)
Paso 5.5.1.7
Multiplica -6 por 1.
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3+18λ-6-7(-λ)
Paso 5.5.1.8
Multiplica -1 por -7.
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3+18λ-6+7λ
p(λ)=-14λ2-21λ+6-λ3+18λ-6+7λ
Paso 5.5.2
Combina los términos opuestos en -14λ2-21λ+6-λ3+18λ-6+7λ.
Paso 5.5.2.1
Resta 6 de 6.
p(λ)=-14λ2-21λ-λ3+18λ+0+7λ
Paso 5.5.2.2
Suma -14λ2-21λ-λ3+18λ y 0.
p(λ)=-14λ2-21λ-λ3+18λ+7λ
p(λ)=-14λ2-21λ-λ3+18λ+7λ
Paso 5.5.3
Suma -21λ y 18λ.
p(λ)=-14λ2-λ3-3λ+7λ
Paso 5.5.4
Suma -3λ y 7λ.
p(λ)=-14λ2-λ3+4λ
Paso 5.5.5
Reordena -14λ2 y -λ3.
p(λ)=-λ3-14λ2+4λ
p(λ)=-λ3-14λ2+4λ
p(λ)=-λ3-14λ2+4λ