Algèbre linéaire Exemples

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}]$

Étape 1

Déterminez les valeurs propres.

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Étape 1.1

Définissez la formule pour déterminer l’équation caractéristique $p (λ)$ .

$p (λ) = déterminant (A - λ I_{4})$

Étape 1.2

La matrice d’identité ou matrice d’unité de taille $4$ est la matrice carrée $4 \times 4$ avec les uns sur la diagonale principale et les zéros ailleurs.

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

Étape 1.3

Remplacez les valeurs connues dans $p (λ) = déterminant (A - λ I_{4})$ .

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Étape 1.3.1

Remplacez $A$ par $[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}]$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] - λ I_{4})$

Étape 1.3.2

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

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Étape 1.4

Simplifiez

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Étape 1.4.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.4.1.1

Multipliez $- λ$ par chaque élément de la matrice.

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2

Simplifiez chaque élément dans la matrice.

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Étape 1.4.1.2.1

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.2

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.2.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.2.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.3

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.3.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.3.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.4

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.4.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.4.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.5

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.5.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.5.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.6

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.7

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.7.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.7.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.8

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.8.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.8.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.9

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.9.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.9.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.10

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.10.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.10.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.11

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.12

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.12.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.12.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.13

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.13.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.13.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.14

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.14.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.14.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.15

Multipliez $- λ \cdot 0$ .

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Étape 1.4.1.2.15.1

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.15.2

Multipliez $0$ par $λ$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Étape 1.4.1.2.16

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$p (λ) = déterminant ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - λ \end{array}])$

Étape 1.4.2

Additionnez les éléments correspondants.

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 + 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3

Simplify each element.

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Étape 1.4.3.1

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.2

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.3

Additionnez $1$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 + 0 & 2 - λ & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.4

Additionnez $1$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.5

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.6

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.7

Additionnez $1$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 + 0 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.8

Additionnez $5$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - λ & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.9

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - λ & - 1 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.10

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - λ & - 1 \\ 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.11

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - λ & - 1 \\ 0 & 0 & 0 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.4.3.12

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = déterminant [\begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - λ & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 - λ \end{array}]$

Étape 1.5

Find the determinant.

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Étape 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 column $3$ by its cofactor and add.

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Étape 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Étape 1.5.1.2

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

Étape 1.5.1.3

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

$| \begin{array}{c} 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$

Étape 1.5.1.4

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

$0 | \begin{array}{c} 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$

Étape 1.5.1.5

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

$| \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$

Étape 1.5.1.6

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

$0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$

Étape 1.5.1.7

The minor for $a_{33}$ is the determinant with row $3$ and column $3$ deleted.

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

Étape 1.5.1.8

Multiply element $a_{33}$ by its cofactor.

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

Étape 1.5.1.9

The minor for $a_{43}$ is the determinant with row $4$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$

Étape 1.5.1.10

Multiply element $a_{43}$ by its cofactor.

$0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$

Étape 1.5.1.11

Add the terms together.

$p (λ) = 0 | \begin{array}{c} 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + (3 - λ) | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$

Étape 1.5.2

Multipliez $0$ par $| \begin{array}{c} 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$ .

$p (λ) = 0 + 0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + (3 - λ) | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$

Étape 1.5.3

Multipliez $0$ par $| \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 5 & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} |$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 0 & 0 & 2 - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$

Étape 1.5.4

Multipliez $0$ par $| \begin{array}{c} 2 - λ & 0 & 1 \\ 1 & 2 - λ & - 1 \\ 1 & 5 & - 1 \end{array} |$ .

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

Étape 1.5.5

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

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Étape 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 column $2$ by its cofactor and add.

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Étape 1.5.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Étape 1.5.5.1.2

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

Étape 1.5.5.1.3

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

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

Étape 1.5.5.1.4

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

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

Étape 1.5.5.1.5

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

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

Étape 1.5.5.1.6

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

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

Étape 1.5.5.1.7

The minor for $a_{32}$ is the determinant with row $3$ and column $2$ deleted.

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

Étape 1.5.5.1.8

Multiply element $a_{32}$ by its cofactor.

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

Étape 1.5.5.1.9

Add the terms together.

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

Étape 1.5.5.2

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

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

Étape 1.5.5.3

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

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

Étape 1.5.5.4

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

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Étape 1.5.5.4.1

Le déterminant d’une matrice $2 \times 2$ peut être déterminé en utilisant la formule $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

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

Étape 1.5.5.4.2

Simplifiez le déterminant.

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Étape 1.5.5.4.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.5.5.4.2.1.1

Développez $(2 - λ) (2 - λ)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 1.5.5.4.2.1.1.1

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 1.5.5.4.2.1.1.2

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 1.5.5.4.2.1.1.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 1.5.5.4.2.1.2

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 1.5.5.4.2.1.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.1

Multipliez $2$ par $2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 + 2 (- λ) - λ \cdot 2 - λ (- λ) + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.2

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - λ \cdot 2 - λ (- λ) + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.3

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ - λ (- λ) + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.4

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.5

Multipliez $λ$ par $λ$ en additionnant les exposants.

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Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.5.1

Déplacez $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.5.2

Multipliez $λ$ par $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.6

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ + 1 λ^{2} + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.1.7

Multipliez $λ^{2}$ par $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 2 λ - 2 λ + λ^{2} + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.2.2

Soustrayez $2 λ$ de $- 2 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (0 + (2 - λ) (4 - 4 λ + λ^{2} + 0 \cdot 1) + 0) + 0$

Étape 1.5.5.4.2.1.3

Multipliez $0$ par $1$ .

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

Étape 1.5.5.4.2.2

Additionnez $4 - 4 λ + λ^{2}$ et $0$ .

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

Étape 1.5.5.4.2.3

Déplacez $4$ .

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

Étape 1.5.5.4.2.4

Remettez dans l’ordre $- 4 λ$ et $λ^{2}$ .

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

Étape 1.5.5.5

Simplifiez le déterminant.

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Étape 1.5.5.5.1

Associez les termes opposés dans $0 + (2 - λ) (λ^{2} - 4 λ + 4) + 0$ .

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Étape 1.5.5.5.1.1

Additionnez $0$ et $(2 - λ) (λ^{2} - 4 λ + 4)$ .

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

Étape 1.5.5.5.1.2

Additionnez $(2 - λ) (λ^{2} - 4 λ + 4)$ et $0$ .

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

Étape 1.5.5.5.2

Développez $(2 - λ) (λ^{2} - 4 λ + 4)$ en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.

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

Étape 1.5.5.5.3

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.5.5.5.3.1

Multipliez $- 4$ par $2$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 2 \cdot 4 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.2

Multipliez $2$ par $4$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.3

Multipliez $λ$ par $λ^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 1.5.5.5.3.3.1

Déplacez $λ^{2}$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - (λ^{2} λ) - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.3.2

Multipliez $λ^{2}$ par $λ$ .

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Étape 1.5.5.5.3.3.2.1

Élevez $λ$ à la puissance $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.3.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{2 + 1} - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.3.3

Additionnez $2$ et $1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} - λ (- 4 λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.4

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} - 1 \cdot - 4 λ \cdot λ - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.5

Multipliez $λ$ par $λ$ en additionnant les exposants.

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Étape 1.5.5.5.3.5.1

Déplacez $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} - 1 \cdot - 4 (λ \cdot λ) - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.5.2

Multipliez $λ$ par $λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} - 1 \cdot - 4 λ^{2} - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.6

Multipliez $- 1$ par $- 4$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} + 4 λ^{2} - λ \cdot 4) + 0$

Étape 1.5.5.5.3.7

Multipliez $4$ par $- 1$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (2 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} + 4 λ^{2} - 4 λ) + 0$

Étape 1.5.5.5.4

Additionnez $2 λ^{2}$ et $4 λ^{2}$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (6 λ^{2} - 8 λ + 8 - λ^{3} - 4 λ) + 0$

Étape 1.5.5.5.5

Soustrayez $4 λ$ de $- 8 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (6 λ^{2} - 12 λ + 8 - λ^{3}) + 0$

Étape 1.5.5.5.6

Déplacez $8$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (6 λ^{2} - 12 λ - λ^{3} + 8) + 0$

Étape 1.5.5.5.7

Déplacez $- 12 λ$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (6 λ^{2} - λ^{3} - 12 λ + 8) + 0$

Étape 1.5.5.5.8

Remettez dans l’ordre $6 λ^{2}$ et $- λ^{3}$ .

$p (λ) = 0 + 0 + (3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8) + 0$

Étape 1.5.6

Simplifiez le déterminant.

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Étape 1.5.6.1

Associez les termes opposés dans $0 + 0 + (3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8) + 0$ .

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Étape 1.5.6.1.1

Additionnez $0$ et $0$ .

$p (λ) = 0 + (3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8) + 0$

Étape 1.5.6.1.2

Additionnez $0$ et $(3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ .

$p (λ) = (3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8) + 0$

Étape 1.5.6.1.3

Additionnez $(3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ et $0$ .

$p (λ) = (3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$

Étape 1.5.6.2

Développez $(3 - λ) (- λ^{3} + 6 λ^{2} - 12 λ + 8)$ en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.

$p (λ) = 3 (- λ^{3}) + 3 (6 λ^{2}) + 3 (- 12 λ) + 3 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.5.6.3.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 3 (6 λ^{2}) + 3 (- 12 λ) + 3 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.2

Multipliez $6$ par $3$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} + 3 (- 12 λ) + 3 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.3

Multipliez $- 12$ par $3$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 3 \cdot 8 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.4

Multipliez $3$ par $8$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - λ (- λ^{3}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.5

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ^{3} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.6

Multipliez $λ$ par $λ^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 1.5.6.3.6.1

Déplacez $λ^{3}$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - 1 \cdot - 1 (λ^{3} λ) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.6.2

Multipliez $λ^{3}$ par $λ$ .

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Étape 1.5.6.3.6.2.1

Élevez $λ$ à la puissance $1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - 1 \cdot - 1 (λ^{3} λ^{1}) - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.6.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - 1 \cdot - 1 λ^{3 + 1} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.6.3

Additionnez $3$ et $1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 - 1 \cdot - 1 λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.7

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + 1 λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.8

Multipliez $λ^{4}$ par $1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - λ (6 λ^{2}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.9

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ \cdot λ^{2} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.10

Multipliez $λ$ par $λ^{2}$ en additionnant les exposants.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 1.5.6.3.10.1

Déplacez $λ^{2}$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 1 \cdot 6 (λ^{2} λ) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.10.2

Multipliez $λ^{2}$ par $λ$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 1.5.6.3.10.2.1

Élevez $λ$ à la puissance $1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 1 \cdot 6 (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.10.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ^{2 + 1} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.10.3

Additionnez $2$ et $1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 1 \cdot 6 λ^{3} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.11

Multipliez $- 1$ par $6$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} - λ (- 12 λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.12

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 λ \cdot λ - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.13

Multipliez $λ$ par $λ$ en additionnant les exposants.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 1.5.6.3.13.1

Déplacez $λ$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 (λ \cdot λ) - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.13.2

Multipliez $λ$ par $λ$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} - 1 \cdot - 12 λ^{2} - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.14

Multipliez $- 1$ par $- 12$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} + 12 λ^{2} - λ \cdot 8$

Étape 1.5.6.3.15

Multipliez $8$ par $- 1$ .

$p (λ) = - 3 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 6 λ^{3} + 12 λ^{2} - 8 λ$

Étape 1.5.6.4

Soustrayez $6 λ^{3}$ de $- 3 λ^{3}$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + 18 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} + 12 λ^{2} - 8 λ$

Étape 1.5.6.5

Additionnez $18 λ^{2}$ et $12 λ^{2}$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 36 λ + 24 + λ^{4} - 8 λ$

Étape 1.5.6.6

Soustrayez $8 λ$ de $- 36 λ$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24 + λ^{4}$

Étape 1.5.6.7

Déplacez $24$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + λ^{4} + 24$

Étape 1.5.6.8

Déplacez $- 44 λ$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} + λ^{4} - 44 λ + 24$

Étape 1.5.6.9

Déplacez $30 λ^{2}$ .

$p (λ) = - 9 λ^{3} + λ^{4} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24$

Étape 1.5.6.10

Remettez dans l’ordre $- 9 λ^{3}$ et $λ^{4}$ .

$p (λ) = λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24$

Étape 1.6

Définissez le polynôme caractéristique égal à $0$ pour déterminer les valeurs propres $λ$ .

$λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24 = 0$

Étape 1.7

Résolvez $λ$ .

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Étape 1.7.1

Factorisez le côté gauche de l’équation.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 1.7.1.1

Factorisez $λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24$ en utilisant le test des racines rationnelles.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 1.7.1.1.1

Si une fonction polynomiale a des coefficients entiers, chaque zéro rationnel aura la forme $\frac{p}{q}$ où $p$ est un facteur de la constante et $q$ est un facteur du coefficient directeur.

$p = \pm 1, \pm 24, \pm 2, \pm 12, \pm 3, \pm 8, \pm 4, \pm 6$

$q = \pm 1$

Étape 1.7.1.1.2

Déterminez chaque combinaison de $\pm \frac{p}{q}$ . Il s’agit des racines possibles de la fonction polynomiale.

$\pm 1, \pm 24, \pm 2, \pm 12, \pm 3, \pm 8, \pm 4, \pm 6$

Étape 1.7.1.1.3

Remplacez $2$ et simplifiez l’expression. Dans ce cas, l’expression est égale à $0$ donc $2$ est une racine du polynôme.

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Étape 1.7.1.1.3.1

Remplacez $2$ dans le polynôme.

$2^{4} - 9 \cdot 2^{3} + 30 \cdot 2^{2} - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.2

Élevez $2$ à la puissance $4$ .

$16 - 9 \cdot 2^{3} + 30 \cdot 2^{2} - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.3

Élevez $2$ à la puissance $3$ .

$16 - 9 \cdot 8 + 30 \cdot 2^{2} - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.4

Multipliez $- 9$ par $8$ .

$16 - 72 + 30 \cdot 2^{2} - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.5

Soustrayez $72$ de $16$ .

$- 56 + 30 \cdot 2^{2} - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.6

Élevez $2$ à la puissance $2$ .

$- 56 + 30 \cdot 4 - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.7

Multipliez $30$ par $4$ .

$- 56 + 120 - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.8

Additionnez $- 56$ et $120$ .

$64 - 44 \cdot 2 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.9

Multipliez $- 44$ par $2$ .

$64 - 88 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.10

Soustrayez $88$ de $64$ .

$- 24 + 24$

Étape 1.7.1.1.3.11

Additionnez $- 24$ et $24$ .

$0$

Étape 1.7.1.1.4

Comme $2$ est une racine connue, divisez le polynôme par $λ - 2$ pour déterminer le polynôme quotient. Ce polynôme peut alors être utilisé pour déterminer les racines restantes.

$\frac{λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24}{λ - 2}$

Étape 1.7.1.1.5

Divisez $λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24$ par $λ - 2$ .

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Étape 1.7.1.1.5.1

Définissez les polynômes à diviser. S’il n’y a pas de terme pour chaque exposant, insérez-en un avec une valeur de $0$ .

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.2

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $λ^{4}$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

$λ^{3}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.3

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

$λ^{3}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

Étape 1.7.1.1.5.4

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $λ^{4} - 2 λ^{3}$

$λ^{3}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

Étape 1.7.1.1.5.5

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

$λ^{3}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

Étape 1.7.1.1.5.6

Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.

$λ^{3}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

Étape 1.7.1.1.5.7

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $- 7 λ^{3}$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

Étape 1.7.1.1.5.8

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

Étape 1.7.1.1.5.9

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $- 7 λ^{3} + 14 λ^{2}$

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

Étape 1.7.1.1.5.10

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

Étape 1.7.1.1.5.11

Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

Étape 1.7.1.1.5.12

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $16 λ^{2}$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

Étape 1.7.1.1.5.13

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

Étape 1.7.1.1.5.14

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $16 λ^{2} - 32 λ$

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

Étape 1.7.1.1.5.15

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

Étape 1.7.1.1.5.16

Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.17

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $- 12 λ$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$12$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.18

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$12$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

$24$

$12 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.19

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $- 12 λ + 24$

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$12$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

$24$

$12 λ$

$24$

Étape 1.7.1.1.5.20

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$12$

$λ$

$2$

$λ^{4}$

$9 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$44 λ$

$24$

$λ^{4}$

$2 λ^{3}$

$7 λ^{3}$

$30 λ^{2}$

$7 λ^{3}$

$14 λ^{2}$

$16 λ^{2}$

$44 λ$

$16 λ^{2}$

$32 λ$

$12 λ$

$24$

$12 λ$

$24$

$0$

Étape 1.7.1.1.5.21

Comme le reste est $0$ , la réponse finale est le quotient.

$λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12$

Étape 1.7.1.1.6

Écrivez $λ^{4} - 9 λ^{3} + 30 λ^{2} - 44 λ + 24$ comme un ensemble de facteurs.

$(λ - 2) (λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12) = 0$

Étape 1.7.1.2

Factorisez $λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12$ en utilisant le test des racines rationnelles.

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Étape 1.7.1.2.1

Si une fonction polynomiale a des coefficients entiers, chaque zéro rationnel aura la forme $\frac{p}{q}$ où $p$ est un facteur de la constante et $q$ est un facteur du coefficient directeur.

$p = \pm 1, \pm 12, \pm 2, \pm 6, \pm 3, \pm 4$

$q = \pm 1$

Étape 1.7.1.2.2

Déterminez chaque combinaison de $\pm \frac{p}{q}$ . Il s’agit des racines possibles de la fonction polynomiale.

$\pm 1, \pm 12, \pm 2, \pm 6, \pm 3, \pm 4$

Étape 1.7.1.2.3

Remplacez $2$ et simplifiez l’expression. Dans ce cas, l’expression est égale à $0$ donc $2$ est une racine du polynôme.

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Étape 1.7.1.2.3.1

Remplacez $2$ dans le polynôme.

$2^{3} - 7 \cdot 2^{2} + 16 \cdot 2 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.2

Élevez $2$ à la puissance $3$ .

$8 - 7 \cdot 2^{2} + 16 \cdot 2 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.3

Élevez $2$ à la puissance $2$ .

$8 - 7 \cdot 4 + 16 \cdot 2 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.4

Multipliez $- 7$ par $4$ .

$8 - 28 + 16 \cdot 2 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.5

Soustrayez $28$ de $8$ .

$- 20 + 16 \cdot 2 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.6

Multipliez $16$ par $2$ .

$- 20 + 32 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.7

Additionnez $- 20$ et $32$ .

$12 - 12$

Étape 1.7.1.2.3.8

Soustrayez $12$ de $12$ .

$0$

Étape 1.7.1.2.4

Comme $2$ est une racine connue, divisez le polynôme par $λ - 2$ pour déterminer le polynôme quotient. Ce polynôme peut alors être utilisé pour déterminer les racines restantes.

$\frac{λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12}{λ - 2}$

Étape 1.7.1.2.5

Divisez $λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12$ par $λ - 2$ .

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Étape 1.7.1.2.5.1

Définissez les polynômes à diviser. S’il n’y a pas de terme pour chaque exposant, insérez-en un avec une valeur de $0$ .

$λ$

$2$

$λ^{3}$

$7 λ^{2}$

$16 λ$

$12$

Étape 1.7.1.2.5.2

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $λ^{3}$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

					$λ^{2}$
	$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$

Étape 1.7.1.2.5.3

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			+	$λ^{3}$	-	$2 λ^{2}$

Étape 1.7.1.2.5.4

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $λ^{3} - 2 λ^{2}$

				$λ^{2}$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$

Étape 1.7.1.2.5.5

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$

Étape 1.7.1.2.5.6

Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$

Étape 1.7.1.2.5.7

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $- 5 λ^{2}$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

				$λ^{2}$	-	$5 λ$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$

Étape 1.7.1.2.5.8

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

				$λ^{2}$	-	$5 λ$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					-	$5 λ^{2}$	+	$10 λ$

Étape 1.7.1.2.5.9

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $- 5 λ^{2} + 10 λ$

				$λ^{2}$	-	$5 λ$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$

Étape 1.7.1.2.5.10

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

				$λ^{2}$	-	$5 λ$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$

Étape 1.7.1.2.5.11

Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.

				$λ^{2}$	-	$5 λ$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$	-	$12$

Étape 1.7.1.2.5.12

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $6 λ$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $λ$ .

				$λ^{2}$	-	$5 λ$	+	$6$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$	-	$12$

Étape 1.7.1.2.5.13

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

				$λ^{2}$	-	$5 λ$	+	$6$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$	-	$12$
							+	$6 λ$	-	$12$

Étape 1.7.1.2.5.14

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $6 λ - 12$

				$λ^{2}$	-	$5 λ$	+	$6$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$	-	$12$
							-	$6 λ$	+	$12$

Étape 1.7.1.2.5.15

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

				$λ^{2}$	-	$5 λ$	+	$6$
$λ$	-	$2$		$λ^{3}$	-	$7 λ^{2}$	+	$16 λ$	-	$12$
			-	$λ^{3}$	+	$2 λ^{2}$
					-	$5 λ^{2}$	+	$16 λ$
					+	$5 λ^{2}$	-	$10 λ$
							+	$6 λ$	-	$12$
							-	$6 λ$	+	$12$
										$0$

Étape 1.7.1.2.5.16

Comme le reste est $0$ , la réponse finale est le quotient.

$λ^{2} - 5 λ + 6$

Étape 1.7.1.2.6

Écrivez $λ^{3} - 7 λ^{2} + 16 λ - 12$ comme un ensemble de facteurs.

$(λ - 2) ((λ - 2) (λ^{2} - 5 λ + 6)) = 0$

Étape 1.7.1.3

Factorisez $λ^{2} - 5 λ + 6$ à l’aide de la méthode AC.

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Étape 1.7.1.3.1

Factorisez $λ^{2} - 5 λ + 6$ à l’aide de la méthode AC.

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Étape 1.7.1.3.1.1

Étudiez la forme $x^{2} + b x + c$ . Déterminez une paire d’entiers dont le produit est $c$ et dont la somme est $b$ . Dans ce cas, dont le produit est $6$ et dont la somme est $- 5$ .

$- 3, - 2$

Étape 1.7.1.3.1.2

Écrivez la forme factorisée avec ces entiers.

$(λ - 2) ((λ - 2) ((λ - 3) (λ - 2))) = 0$

Étape 1.7.1.3.2

Supprimez les parenthèses inutiles.

$(λ - 2) ((λ - 2) (λ - 3) (λ - 2)) = 0$

Étape 1.7.1.4

Associez les exposants.

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Étape 1.7.1.4.1

Associez les exposants.

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Étape 1.7.1.4.1.1

Élevez $λ - 2$ à la puissance $1$ .

$(λ - 2) ((λ - 2) (λ - 2) (λ - 3)) = 0$

Étape 1.7.1.4.1.2

Élevez $λ - 2$ à la puissance $1$ .

$(λ - 2) ((λ - 2) (λ - 2) (λ - 3)) = 0$

Étape 1.7.1.4.1.3

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

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

Étape 1.7.1.4.1.4

Additionnez $1$ et $1$ .

$(λ - 2) ({(λ - 2)}^{2} (λ - 3)) = 0$

Étape 1.7.1.4.2

Supprimez les parenthèses inutiles.

$(λ - 2) {(λ - 2)}^{2} (λ - 3) = 0$

Étape 1.7.1.5

Associez les facteurs similaires.

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Étape 1.7.1.5.1

Élevez $λ - 2$ à la puissance $1$ .

$(λ - 2) {(λ - 2)}^{2} (λ - 3) = 0$

Étape 1.7.1.5.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

${(λ - 2)}^{1 + 2} (λ - 3) = 0$

Étape 1.7.1.5.3

Additionnez $1$ et $2$ .

${(λ - 2)}^{3} (λ - 3) = 0$

Étape 1.7.2

Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à $0$ , l’expression entière sera égale à $0$ .

${(λ - 2)}^{3} = 0$

$λ - 3 = 0$

Étape 1.7.3

Définissez ${(λ - 2)}^{3}$ égal à $0$ et résolvez $λ$ .

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Étape 1.7.3.1

Définissez ${(λ - 2)}^{3}$ égal à $0$ .

${(λ - 2)}^{3} = 0$

Étape 1.7.3.2

Résolvez ${(λ - 2)}^{3} = 0$ pour $λ$ .

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Étape 1.7.3.2.1

Définissez le $λ - 2$ égal à $0$ .

$λ - 2 = 0$

Étape 1.7.3.2.2

Ajoutez $2$ aux deux côtés de l’équation.

$λ = 2$

Étape 1.7.4

Définissez $λ - 3$ égal à $0$ et résolvez $λ$ .

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Étape 1.7.4.1

Définissez $λ - 3$ égal à $0$ .

$λ - 3 = 0$

Étape 1.7.4.2

Ajoutez $3$ aux deux côtés de l’équation.

$λ = 3$

Étape 1.7.5

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent ${(λ - 2)}^{3} (λ - 3) = 0$ vraie.

$λ = 2, 3$

Étape 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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{4})$

Étape 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 2$ .

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Étape 3.1

Remplacez les valeurs connues dans la formule.

$N ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] - 2 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Étape 3.2

Simplifiez

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Étape 3.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 3.2.1.1

Multipliez $- 2$ par chaque élément de la matrice.

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2

Simplifiez chaque élément dans la matrice.

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Étape 3.2.1.2.1

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.2

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.3

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.4

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.5

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.6

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.7

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.8

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.9

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.10

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 \cdot 1 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.11

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & - 2 \cdot 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.12

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.13

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.14

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 \cdot 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.15

Multipliez $- 2$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 2 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 3.2.1.2.16

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 2 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.2

Additionnez les éléments correspondants.

$[\begin{array}{c} 2 - 2 & 0 + 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3

Simplify each element.

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Étape 3.2.3.1

Soustrayez $2$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.2

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.3

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.4

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 + 0 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.5

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - 2 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.6

Soustrayez $2$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.7

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.8

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.9

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 + 0 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.10

Additionnez $5$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - 2 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.11

Soustrayez $2$ de $3$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.12

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.13

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 \\ 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.14

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 + 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.15

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 - 2 \end{array}]$

Étape 3.2.3.16

Soustrayez $2$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3

Find the null space when $λ = 2$ .

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Étape 3.3.1

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

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2

Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.

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Étape 3.3.2.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & 5 & 1 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.2

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

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Étape 3.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 1 - 1 & 5 - 0 & 1 - 0 & - 1 + 1 & 0 - 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.2.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 5 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.3

Swap $R_{3}$ with $R_{2}$ to put a nonzero entry at $2, 2$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 5 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.4

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{5}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

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Étape 3.3.2.4.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{5}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ \frac{0}{5} & \frac{5}{5} & \frac{1}{5} & \frac{0}{5} & \frac{0}{5} \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.4.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{5} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.5

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + R_{3}$ to make the entry at $1, 4$ a $0$ .

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Étape 3.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + R_{3}$ to make the entry at $1, 4$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & - 1 + 1 \cdot 1 & 0 + 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{5} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.2.5.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{5} & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Étape 3.3.3

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

$x_{1} = 0$

$x_{2} + \frac{1}{5} x_{3} = 0$

$x_{4} = 0$

$0 = 0$

Étape 3.3.4

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

$[\begin{array}{c} x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3} \\ x_{4} \end{array}] = [\begin{array}{c} 0 \\ - \frac{x_{3}}{5} \\ x_{3} \\ 0 \end{array}]$

Étape 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3} \\ x_{4} \end{array}] = x_{3} [\begin{array}{c} 0 \\ - \frac{1}{5} \\ 1 \\ 0 \end{array}]$

Étape 3.3.6

Write as a solution set.

${x_{3} [\begin{array}{c} 0 \\ - \frac{1}{5} \\ 1 \\ 0 \end{array}] | x_{3} \in R}$

Étape 3.3.7

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

${[\begin{array}{c} 0 \\ - \frac{1}{5} \\ 1 \\ 0 \end{array}]}$

Étape 4

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

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Étape 4.1

Remplacez les valeurs connues dans la formule.

$N ([\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] - 3 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Étape 4.2

Simplifiez

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Étape 4.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 4.2.1.1

Multipliez $- 3$ par chaque élément de la matrice.

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2

Simplifiez chaque élément dans la matrice.

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Étape 4.2.1.2.1

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.2

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.3

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.4

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.5

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.6

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.7

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.8

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.9

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.10

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 \cdot 1 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.11

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & - 3 \cdot 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.12

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & 0 \\ - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.13

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & 0 \\ 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.14

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 \cdot 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.15

Multipliez $- 3$ par $0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 3 \cdot 1 \end{array}]$

Étape 4.2.1.2.16

Multipliez $- 3$ par $1$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 3 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 3 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & - 3 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.2

Additionnez les éléments correspondants.

$[\begin{array}{c} 2 - 3 & 0 + 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3

Simplify each element.

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Étape 4.2.3.1

Soustrayez $3$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 + 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.2

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 + 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.3

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.4

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 + 0 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.5

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 2 - 3 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.6

Soustrayez $3$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 + 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.7

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 + 0 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.8

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 + 0 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.9

Additionnez $1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 + 0 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.10

Additionnez $5$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 3 - 3 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.11

Soustrayez $3$ de $3$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 + 0 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.12

Additionnez $- 1$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 \\ 0 + 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.13

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 \\ 0 & 0 + 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.14

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 + 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.15

Additionnez $0$ et $0$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & 2 - 3 \end{array}]$

Étape 4.2.3.16

Soustrayez $3$ de $2$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 \end{array}]$

Étape 4.3

Find the null space when $λ = 3$ .

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Étape 4.3.1

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

$[\begin{array}{c} - 1 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2

Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.

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Étape 4.3.2.1

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

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.2.1.1

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

$[\begin{array}{c} - - 1 & - 0 & - 0 & - 1 \cdot 1 & - 0 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.1.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 & - 1 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 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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Étape 4.3.2.2.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 1 - 1 & - 1 - 0 & 0 - 0 & - 1 + 1 & 0 - 0 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.2.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & - 1 & 0 & 0 & 0 \\ 1 & 5 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.3

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

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Étape 4.3.2.3.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & - 1 & 0 & 0 & 0 \\ 1 - 1 & 5 - 0 & 0 - 0 & - 1 + 1 & 0 - 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.3.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & - 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 5 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.4

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

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Étape 4.3.2.4.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ - 0 & - - 1 & - 0 & - 0 & - 0 \\ 0 & 5 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.4.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 5 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.5

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 5 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

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Étape 4.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 5 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 - 5 \cdot 0 & 5 - 5 \cdot 1 & 0 - 5 \cdot 0 & 0 - 5 \cdot 0 & 0 - 5 \cdot 0 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & 0 \end{array}]$

Étape 4.3.2.5.2

Simplifiez $R_{3}$ .

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

Étape 4.3.2.6

Swap $R_{4}$ with $R_{3}$ to put a nonzero entry at $3, 4$ .

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

Étape 4.3.2.7

Multiply each element of $R_{3}$ by $- 1$ to make the entry at $3, 4$ a $1$ .

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Étape 4.3.2.7.1

Multiply each element of $R_{3}$ by $- 1$ to make the entry at $3, 4$ a $1$ .

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

Étape 4.3.2.7.2

Simplifiez $R_{3}$ .

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

Étape 4.3.2.8

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + R_{3}$ to make the entry at $1, 4$ a $0$ .

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Étape 4.3.2.8.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + R_{3}$ to make the entry at $1, 4$ a $0$ .

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

Étape 4.3.2.8.2

Simplifiez $R_{1}$ .

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

Étape 4.3.3

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

$x_{1} = 0$

$x_{2} = 0$

$x_{4} = 0$

$0 = 0$

Étape 4.3.4

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

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

Étape 4.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

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

Étape 4.3.6

Write as a solution set.

${x_{3} [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \end{array}] | x_{3} \in R}$

Étape 4.3.7

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

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

Étape 5

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

${[\begin{array}{c} 0 \\ - \frac{1}{5} \\ 1 \\ 0 \end{array}], [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \end{array}]}$