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Algèbre linéaire Exemples
[04100-14507-1420-122462]
Étape 1
Étape 1.1
Définissez la formule pour déterminer l’équation caractéristique p(λ).
p(λ)=déterminant(A-λI4)
Étape 1.2
La matrice d’identité ou matrice d’unité de taille 4 est la matrice carrée 4×4 avec les uns sur la diagonale principale et les zéros ailleurs.
[1000010000100001]
Étape 1.3
Remplacez les valeurs connues dans p(λ)=déterminant(A-λI4).
Étape 1.3.1
Remplacez A par [04100-14507-1420-122462].
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]-λI4)
Étape 1.3.2
Remplacez I4 par [1000010000100001].
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]-λ[1000010000100001])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]-λ[1000010000100001])
Étape 1.4
Simplifiez
Étape 1.4.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.4.1.1
Multipliez -λ par chaque élément de la matrice.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2
Simplifiez chaque élément dans la matrice.
Étape 1.4.1.2.1
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.2
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.2.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.2.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.3
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.3.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.3.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.4
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.4.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ000λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.4.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ000-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ000-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.5
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.5.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.5.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.6
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.7
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.7.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.7.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.8
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.8.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.8.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.9
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.9.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ000λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.9.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ000-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ000-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.10
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.10.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.10.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.11
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.12
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.12.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.12.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.13
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.13.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.13.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ00-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.14
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.14.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ000λ-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.14.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ000-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ000-λ⋅0-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.15
Multipliez -λ⋅0.
Étape 1.4.1.2.15.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000λ-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.15.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ⋅1])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ⋅1])
Étape 1.4.1.2.16
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
p(λ)=déterminant([04100-14507-1420-122462]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
Étape 1.4.2
Additionnez les éléments correspondants.
p(λ)=déterminant[0-λ4+010+00+0-1+04-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3
Simplify each element.
Étape 1.4.3.1
Soustrayez λ de 0.
p(λ)=déterminant[-λ4+010+00+0-1+04-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.2
Additionnez 4 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ410+00+0-1+04-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.3
Additionnez 10 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100+0-1+04-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.4
Additionnez 0 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-1+04-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.5
Additionnez -1 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ5+00+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.6
Additionnez 5 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ50+07+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.7
Additionnez 0 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507+0-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.8
Additionnez 7 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-14+02-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.9
Additionnez -14 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0+0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.10
Additionnez 0 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-12+024+06+02-λ]
Étape 1.4.3.11
Additionnez -12 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-1224+06+02-λ]
Étape 1.4.3.12
Additionnez 24 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-12246+02-λ]
Étape 1.4.3.13
Additionnez 6 et 0.
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-122462-λ]
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-122462-λ]
p(λ)=déterminant[-λ4100-14-λ507-142-λ0-122462-λ]
Étape 1.5
Find the determinant.
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 4 by its cofactor and add.
Étape 1.5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+--+-++-+--+-+|
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 a14 is the determinant with row 1 and column 4 deleted.
|-14-λ57-142-λ-12246|
Étape 1.5.1.4
Multiply element a14 by its cofactor.
0|-14-λ57-142-λ-12246|
Étape 1.5.1.5
The minor for a24 is the determinant with row 2 and column 4 deleted.
|-λ4107-142-λ-12246|
Étape 1.5.1.6
Multiply element a24 by its cofactor.
0|-λ4107-142-λ-12246|
Étape 1.5.1.7
The minor for a34 is the determinant with row 3 and column 4 deleted.
|-λ410-14-λ5-12246|
Étape 1.5.1.8
Multiply element a34 by its cofactor.
0|-λ410-14-λ5-12246|
Étape 1.5.1.9
The minor for a44 is the determinant with row 4 and column 4 deleted.
|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.1.10
Multiply element a44 by its cofactor.
(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.1.11
Add the terms together.
p(λ)=0|-14-λ57-142-λ-12246|+0|-λ4107-142-λ-12246|+0|-λ410-14-λ5-12246|+(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
p(λ)=0|-14-λ57-142-λ-12246|+0|-λ4107-142-λ-12246|+0|-λ410-14-λ5-12246|+(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.2
Multipliez 0 par |-14-λ57-142-λ-12246|.
p(λ)=0+0|-λ4107-142-λ-12246|+0|-λ410-14-λ5-12246|+(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.3
Multipliez 0 par |-λ4107-142-λ-12246|.
p(λ)=0+0+0|-λ410-14-λ5-12246|+(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.4
Multipliez 0 par |-λ410-14-λ5-12246|.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)|-λ410-14-λ57-142-λ|
Étape 1.5.5
Évaluez |-λ410-14-λ57-142-λ|.
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 row 1 by its cofactor and add.
Étape 1.5.5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
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 a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|4-λ5-142-λ|
Étape 1.5.5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
-λ|4-λ5-142-λ|
Étape 1.5.5.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|-1572-λ|
Étape 1.5.5.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-4|-1572-λ|
Étape 1.5.5.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|-14-λ7-14|
Étape 1.5.5.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
10|-14-λ7-14|
Étape 1.5.5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ|4-λ5-142-λ|-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ|4-λ5-142-λ|-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2
Évaluez |4-λ5-142-λ|.
Étape 1.5.5.2.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ((4-λ)(2-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2
Simplifiez le déterminant.
Étape 1.5.5.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.2.2.1.1
Développez (4-λ)(2-λ) à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.5.5.2.2.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(4(2-λ)-λ(2-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.1.2
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(4⋅2+4(-λ)-λ(2-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.1.3
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(4⋅2+4(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(4⋅2+4(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.1
Multipliez 4 par 2.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8+4(-λ)-λ⋅2-λ(-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.2
Multipliez -1 par 4.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-λ⋅2-λ(-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.3
Multipliez 2 par -1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ-λ(-λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ-1⋅-1λ⋅λ-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.5
Multipliez λ par λ en additionnant les exposants.
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.5.1
Déplacez λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ-1⋅-1(λ⋅λ)-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.5.2
Multipliez λ par λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ-1⋅-1λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ-1⋅-1λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.6
Multipliez -1 par -1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ+1λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.1.7
Multipliez λ2 par 1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ+λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-4λ-2λ+λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.2.2
Soustrayez 2λ de -4λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2-(-14⋅5))-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.3
Multipliez -(-14⋅5).
Étape 1.5.5.2.2.1.3.1
Multipliez -14 par 5.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2--70)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.1.3.2
Multipliez -1 par -70.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2+70)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2+70)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(8-6λ+λ2+70)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.2
Additionnez 8 et 70.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(-6λ+λ2+78)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.2.2.3
Remettez dans l’ordre -6λ et λ2.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4|-1572-λ|+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3
Évaluez |-1572-λ|.
Étape 1.5.5.3.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-(2-λ)-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2
Simplifiez le déterminant.
Étape 1.5.5.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.3.2.1.1
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-1⋅2--λ-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2.1.2
Multipliez -1 par 2.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2--λ-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2.1.3
Multipliez --λ.
Étape 1.5.5.3.2.1.3.1
Multipliez -1 par -1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2+1λ-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2.1.3.2
Multipliez λ par 1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2+λ-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2+λ-7⋅5)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2.1.4
Multipliez -7 par 5.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2+λ-35)+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(-2+λ-35)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.3.2.2
Soustrayez 35 de -2.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10|-14-λ7-14|)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10|-14-λ7-14|)
Étape 1.5.5.4
Évaluez |-14-λ7-14|.
Étape 1.5.5.4.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(--14-7(4-λ)))
Étape 1.5.5.4.2
Simplifiez le déterminant.
Étape 1.5.5.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.4.2.1.1
Multipliez -1 par -14.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(14-7(4-λ)))
Étape 1.5.5.4.2.1.2
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(14-7⋅4-7(-λ)))
Étape 1.5.5.4.2.1.3
Multipliez -7 par 4.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(14-28-7(-λ)))
Étape 1.5.5.4.2.1.4
Multipliez -1 par -7.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(14-28+7λ))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(14-28+7λ))
Étape 1.5.5.4.2.2
Soustrayez 28 de 14.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(-14+7λ))
Étape 1.5.5.4.2.3
Remettez dans l’ordre -14 et 7λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ(λ2-6λ+78)-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5
Simplifiez le déterminant.
Étape 1.5.5.5.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.5.1.1
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ⋅λ2-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2
Simplifiez
Étape 1.5.5.5.1.2.1
Multipliez λ par λ2 en additionnant les exposants.
Étape 1.5.5.5.1.2.1.1
Déplacez λ2.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-(λ2λ)-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2.1.2
Multipliez λ2 par λ.
Étape 1.5.5.5.1.2.1.2.1
Élevez λ à la puissance 1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-(λ2λ1)-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2.1.2.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ2+1-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ2+1-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2.1.3
Additionnez 2 et 1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-λ(-6λ)-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2.2
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6λ⋅λ-λ⋅78-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.2.3
Multipliez 78 par -1.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6λ⋅λ-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6λ⋅λ-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.3
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.5.5.1.3.1
Multipliez λ par λ en additionnant les exposants.
Étape 1.5.5.5.1.3.1.1
Déplacez λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6(λ⋅λ)-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.3.1.2
Multipliez λ par λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6λ2-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3-1⋅-6λ2-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.3.2
Multipliez -1 par -6.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4(λ-37)+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.4
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ-4⋅-37+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.5
Multipliez -4 par -37.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ+148+10(7λ-14))
Étape 1.5.5.5.1.6
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ+148+10(7λ)+10⋅-14)
Étape 1.5.5.5.1.7
Multipliez 7 par 10.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ+148+70λ+10⋅-14)
Étape 1.5.5.5.1.8
Multipliez 10 par -14.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ+148+70λ-140)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-78λ-4λ+148+70λ-140)
Étape 1.5.5.5.2
Soustrayez 4λ de -78λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-82λ+148+70λ-140)
Étape 1.5.5.5.3
Additionnez -82λ et 70λ.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+148-140)
Étape 1.5.5.5.4
Soustrayez 140 de 148.
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
p(λ)=0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
Étape 1.5.6
Simplifiez le déterminant.
Étape 1.5.6.1
Associez les termes opposés dans 0+0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8).
Étape 1.5.6.1.1
Additionnez 0 et 0.
p(λ)=0+0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
Étape 1.5.6.1.2
Additionnez 0 et 0.
p(λ)=0+(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
Étape 1.5.6.1.3
Additionnez 0 et (2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8).
p(λ)=(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
p(λ)=(2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8)
Étape 1.5.6.2
Développez (2-λ)(-λ3+6λ2-12λ+8) en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
p(λ)=2(-λ3)+2(6λ2)+2(-12λ)+2⋅8-λ(-λ3)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.5.6.3.1
Multipliez -1 par 2.
p(λ)=-2λ3+2(6λ2)+2(-12λ)+2⋅8-λ(-λ3)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.2
Multipliez 6 par 2.
p(λ)=-2λ3+12λ2+2(-12λ)+2⋅8-λ(-λ3)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.3
Multipliez -12 par 2.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+2⋅8-λ(-λ3)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.4
Multipliez 2 par 8.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-λ(-λ3)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.5
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1λ⋅λ3-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.6
Multipliez λ par λ3 en additionnant les exposants.
Étape 1.5.6.3.6.1
Déplacez λ3.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1(λ3λ)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.6.2
Multipliez λ3 par λ.
Étape 1.5.6.3.6.2.1
Élevez λ à la puissance 1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1(λ3λ1)-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.6.2.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1λ3+1-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1λ3+1-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.6.3
Additionnez 3 et 1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1λ4-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16-1⋅-1λ4-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.7
Multipliez -1 par -1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+1λ4-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.8
Multipliez λ4 par 1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-λ(6λ2)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.9
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6λ⋅λ2-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.10
Multipliez λ par λ2 en additionnant les exposants.
Étape 1.5.6.3.10.1
Déplacez λ2.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6(λ2λ)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.10.2
Multipliez λ2 par λ.
Étape 1.5.6.3.10.2.1
Élevez λ à la puissance 1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6(λ2λ1)-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.10.2.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6λ2+1-λ(-12λ)-λ⋅8
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6λ2+1-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.10.3
Additionnez 2 et 1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6λ3-λ(-12λ)-λ⋅8
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-1⋅6λ3-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.11
Multipliez -1 par 6.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3-λ(-12λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.12
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3-1⋅-12λ⋅λ-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.13
Multipliez λ par λ en additionnant les exposants.
Étape 1.5.6.3.13.1
Déplacez λ.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3-1⋅-12(λ⋅λ)-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.13.2
Multipliez λ par λ.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3-1⋅-12λ2-λ⋅8
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3-1⋅-12λ2-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.14
Multipliez -1 par -12.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3+12λ2-λ⋅8
Étape 1.5.6.3.15
Multipliez 8 par -1.
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3+12λ2-8λ
p(λ)=-2λ3+12λ2-24λ+16+λ4-6λ3+12λ2-8λ
Étape 1.5.6.4
Soustrayez 6λ3 de -2λ3.
p(λ)=-8λ3+12λ2-24λ+16+λ4+12λ2-8λ
Étape 1.5.6.5
Additionnez 12λ2 et 12λ2.
p(λ)=-8λ3+24λ2-24λ+16+λ4-8λ
Étape 1.5.6.6
Soustrayez 8λ de -24λ.
p(λ)=-8λ3+24λ2-32λ+16+λ4
Étape 1.5.6.7
Déplacez 16.
p(λ)=-8λ3+24λ2-32λ+λ4+16
Étape 1.5.6.8
Déplacez -32λ.
p(λ)=-8λ3+24λ2+λ4-32λ+16
Étape 1.5.6.9
Déplacez 24λ2.
p(λ)=-8λ3+λ4+24λ2-32λ+16
Étape 1.5.6.10
Remettez dans l’ordre -8λ3 et λ4.
p(λ)=λ4-8λ3+24λ2-32λ+16
p(λ)=λ4-8λ3+24λ2-32λ+16
p(λ)=λ4-8λ3+24λ2-32λ+16
Étape 1.6
Définissez le polynôme caractéristique égal à 0 pour déterminer les valeurs propres λ.
λ4-8λ3+24λ2-32λ+16=0
Étape 1.7
Résolvez λ.
Étape 1.7.1
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 1.7.1.1
Faites correspondre chaque terme aux termes de la formule du théorème du binôme.
λ4-4⋅(2λ3)+6⋅(22λ2)-4⋅(23λ)+24=0
Étape 1.7.1.2
Factorisez λ4-4⋅2λ3+6⋅22λ2-4⋅23λ+24 en utilisant le théorème du binôme.
(2-λ)4=0
(2-λ)4=0
Étape 1.7.2
Définissez le 2-λ égal à 0.
2-λ=0
Étape 1.7.3
Résolvez λ.
Étape 1.7.3.1
Soustrayez 2 des deux côtés de l’équation.
-λ=-2
Étape 1.7.3.2
Divisez chaque terme dans -λ=-2 par -1 et simplifiez.
Étape 1.7.3.2.1
Divisez chaque terme dans -λ=-2 par -1.
-λ-1=-2-1
Étape 1.7.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 1.7.3.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
λ1=-2-1
Étape 1.7.3.2.2.2
Divisez λ par 1.
λ=-2-1
λ=-2-1
Étape 1.7.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 1.7.3.2.3.1
Divisez -2 par -1.
λ=2
λ=2
λ=2
λ=2
λ=2
λ=2
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.
εA=N(A-λI4)
Étape 3
Étape 3.1
Remplacez les valeurs connues dans la formule.
N([04100-14507-1420-122462]-2[1000010000100001])
Étape 3.2
Simplifiez
Étape 3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.2.1.1
Multipliez -2 par chaque élément de la matrice.
[04100-14507-1420-122462]+[-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2
Simplifiez chaque élément dans la matrice.
Étape 3.2.1.2.1
Multipliez -2 par 1.
[04100-14507-1420-122462]+[-2-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.2
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.3
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-200-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.4
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-2000-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.5
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.6
Multipliez -2 par 1.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-2-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.7
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.8
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-200-2⋅0-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.9
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-2000-2⋅0-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.10
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.11
Multipliez -2 par 1.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-2-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.12
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-20-2⋅0-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.13
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-200-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.14
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-2000-2⋅0-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.15
Multipliez -2 par 0.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-20000-2⋅1]
Étape 3.2.1.2.16
Multipliez -2 par 1.
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-20000-2]
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-20000-2]
[04100-14507-1420-122462]+[-20000-20000-20000-2]
Étape 3.2.2
Additionnez les éléments correspondants.
[0-24+010+00+0-1+04-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3
Simplify each element.
Étape 3.2.3.1
Soustrayez 2 de 0.
[-24+010+00+0-1+04-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.2
Additionnez 4 et 0.
[-2410+00+0-1+04-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.3
Additionnez 10 et 0.
[-24100+0-1+04-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.4
Additionnez 0 et 0.
[-24100-1+04-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.5
Additionnez -1 et 0.
[-24100-14-25+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.6
Soustrayez 2 de 4.
[-24100-125+00+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.7
Additionnez 5 et 0.
[-24100-1250+07+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.8
Additionnez 0 et 0.
[-24100-12507+0-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.9
Additionnez 7 et 0.
[-24100-12507-14+02-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.10
Additionnez -14 et 0.
[-24100-12507-142-20+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.11
Soustrayez 2 de 2.
[-24100-12507-1400+0-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.12
Additionnez 0 et 0.
[-24100-12507-1400-12+024+06+02-2]
Étape 3.2.3.13
Additionnez -12 et 0.
[-24100-12507-1400-1224+06+02-2]
Étape 3.2.3.14
Additionnez 24 et 0.
[-24100-12507-1400-12246+02-2]
Étape 3.2.3.15
Additionnez 6 et 0.
[-24100-12507-1400-122462-2]
Étape 3.2.3.16
Soustrayez 2 de 2.
[-24100-12507-1400-122460]
[-24100-12507-1400-122460]
[-24100-12507-1400-122460]
Étape 3.3
Find the null space when λ=2.
Étape 3.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[-241000-125007-14000-1224600]
Étape 3.3.2
Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.
Étape 3.3.2.1
Multiply each element of R1 by -12 to make the entry at 1,1 a 1.
Étape 3.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by -12 to make the entry at 1,1 a 1.
[-12⋅-2-12⋅4-12⋅10-12⋅0-12⋅0-125007-14000-1224600]
Étape 3.3.2.1.2
Simplifiez R1.
[1-2-500-125007-14000-1224600]
[1-2-500-125007-14000-1224600]
Étape 3.3.2.2
Perform the row operation R2=R2+R1 to make the entry at 2,1 a 0.
Étape 3.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2+R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-2-500-1+1⋅12-25-50+00+07-14000-1224600]
Étape 3.3.2.2.2
Simplifiez R2.
[1-2-500000007-14000-1224600]
[1-2-500000007-14000-1224600]
Étape 3.3.2.3
Perform the row operation R3=R3-7R1 to make the entry at 3,1 a 0.
Étape 3.3.2.3.1
Perform the row operation R3=R3-7R1 to make the entry at 3,1 a 0.
[1-2-500000007-7⋅1-14-7⋅-20-7⋅-50-7⋅00-7⋅0-1224600]
Étape 3.3.2.3.2
Simplifiez R3.
[1-2-50000000003500-1224600]
[1-2-50000000003500-1224600]
Étape 3.3.2.4
Perform the row operation R4=R4+12R1 to make the entry at 4,1 a 0.
Étape 3.3.2.4.1
Perform the row operation R4=R4+12R1 to make the entry at 4,1 a 0.
[1-2-50000000003500-12+12⋅124+12⋅-26+12⋅-50+12⋅00+12⋅0]
Étape 3.3.2.4.2
Simplifiez R4.
[1-2-5000000000350000-5400]
[1-2-5000000000350000-5400]
Étape 3.3.2.5
Swap R3 with R2 to put a nonzero entry at 2,3.
[1-2-5000035000000000-5400]
Étape 3.3.2.6
Multiply each element of R2 by 135 to make the entry at 2,3 a 1.
Étape 3.3.2.6.1
Multiply each element of R2 by 135 to make the entry at 2,3 a 1.
[1-2-50003503535350350350000000-5400]
Étape 3.3.2.6.2
Simplifiez R2.
[1-2-500001000000000-5400]
[1-2-500001000000000-5400]
Étape 3.3.2.7
Perform the row operation R4=R4+54R2 to make the entry at 4,3 a 0.
Étape 3.3.2.7.1
Perform the row operation R4=R4+54R2 to make the entry at 4,3 a 0.
[1-2-50000100000000+54⋅00+54⋅0-54+54⋅10+54⋅00+54⋅0]
Étape 3.3.2.7.2
Simplifiez R4.
[1-2-500001000000000000]
[1-2-500001000000000000]
Étape 3.3.2.8
Perform the row operation R1=R1+5R2 to make the entry at 1,3 a 0.
Étape 3.3.2.8.1
Perform the row operation R1=R1+5R2 to make the entry at 1,3 a 0.
[1+5⋅0-2+5⋅0-5+5⋅10+5⋅00+5⋅0001000000000000]
Étape 3.3.2.8.2
Simplifiez R1.
[1-2000001000000000000]
[1-2000001000000000000]
[1-2000001000000000000]
Étape 3.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x1-2x2=0
x3=0
0=0
0=0
Étape 3.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[x1x2x3x4]=[2x2x20x4]
Étape 3.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[x1x2x3x4]=x2[2100]+x4[0001]
Étape 3.3.6
Write as a solution set.
{x2[2100]+x4[0001]|x2,x4∈R}
Étape 3.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[2100],[0001]}
{[2100],[0001]}
{[2100],[0001]}
Étape 4
The eigenspace of A is the list of the vector space for each eigenvalue.
{[2100],[0001]}