Algèbre linéaire Exemples

Trouver l'équation caractéristique [[17,22,4],[2,9,11],[4,6,13]]
[1722429114613]1722429114613
Étape 1
Définissez la formule pour déterminer l’équation caractéristique p(λ).
p(λ)=déterminant(A-λI3)
Étape 2
La matrice d’identité ou matrice d’unité de taille 3 est la matrice carrée 3×3 avec les uns sur la diagonale principale et les zéros ailleurs.
[100010001]
Étape 3
Remplacez les valeurs connues dans p(λ)=déterminant(A-λI3).
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.1
Remplacez A par [1722429114613].
p(λ)=déterminant([1722429114613]-λI3)
Étape 3.2
Remplacez I3 par [100010001].
p(λ)=déterminant([1722429114613]-λ[100010001])
p(λ)=déterminant([1722429114613]-λ[100010001])
Étape 4
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.1
Multipliez -λ par chaque élément de la matrice.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2
Simplifiez chaque élément dans la matrice.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.1
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.2
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.2.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.2.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.3
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.3.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.3.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.4
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.4.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.4.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.5
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.6
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.6.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.6.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.7
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.7.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.7.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
Étape 4.1.2.8
Multipliez -λ0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.8.1
Multipliez 0 par -1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000λ-λ1])
Étape 4.1.2.8.2
Multipliez 0 par λ.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000-λ1])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000-λ1])
Étape 4.1.2.9
Multipliez -1 par 1.
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=déterminant([1722429114613]+[-λ000-λ000-λ])
Étape 4.2
Additionnez les éléments correspondants.
p(λ)=déterminant[17-λ22+04+02+09-λ11+04+06+013-λ]
Étape 4.3
Simplify each element.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.3.1
Additionnez 22 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ224+02+09-λ11+04+06+013-λ]
Étape 4.3.2
Additionnez 4 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ2242+09-λ11+04+06+013-λ]
Étape 4.3.3
Additionnez 2 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ11+04+06+013-λ]
Étape 4.3.4
Additionnez 11 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ114+06+013-λ]
Étape 4.3.5
Additionnez 4 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ1146+013-λ]
Étape 4.3.6
Additionnez 6 et 0.
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ114613-λ]
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ114613-λ]
p(λ)=déterminant[17-λ22429-λ114613-λ]
Étape 5
Find the determinant.
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Étape 5.1
Choose the row or column with the most 0 elements. If there are no 0 elements choose any row or column. Multiply every element in row 1 by its cofactor and add.
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Étape 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
Étape 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Étape 5.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|9-λ11613-λ|
Étape 5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(17-λ)|9-λ11613-λ|
Étape 5.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|211413-λ|
Étape 5.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-22|211413-λ|
Étape 5.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|29-λ46|
Étape 5.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
4|29-λ46|
Étape 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(17-λ)|9-λ11613-λ|-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)|9-λ11613-λ|-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2
Évaluez |9-λ11613-λ|.
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Étape 5.2.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(17-λ)((9-λ)(13-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2
Simplifiez le déterminant.
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Étape 5.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
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Étape 5.2.2.1.1
Développez (9-λ)(13-λ) à l’aide de la méthode FOIL.
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Étape 5.2.2.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=(17-λ)(9(13-λ)-λ(13-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.1.2
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=(17-λ)(913+9(-λ)-λ(13-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.1.3
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=(17-λ)(913+9(-λ)-λ13-λ(-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(913+9(-λ)-λ13-λ(-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2
Simplifiez et associez les termes similaires.
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Étape 5.2.2.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.2.1.2.1.1
Multipliez 9 par 13.
p(λ)=(17-λ)(117+9(-λ)-λ13-λ(-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.2
Multipliez -1 par 9.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-λ13-λ(-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.3
Multipliez 13 par -1.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ-λ(-λ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ-1-1λλ-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.5
Multipliez λ par λ en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.2.1.2.1.5.1
Déplacez λ.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ-1-1(λλ)-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.5.2
Multipliez λ par λ.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ-1-1λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ-1-1λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.6
Multipliez -1 par -1.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ+1λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.1.7
Multipliez λ2 par 1.
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ+λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(117-9λ-13λ+λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.2.2
Soustrayez 13λ de -9λ.
p(λ)=(17-λ)(117-22λ+λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(117-22λ+λ2-611)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.1.3
Multipliez -6 par 11.
p(λ)=(17-λ)(117-22λ+λ2-66)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(117-22λ+λ2-66)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.2
Soustrayez 66 de 117.
p(λ)=(17-λ)(-22λ+λ2+51)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.2.2.3
Remettez dans l’ordre -22λ et λ2.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22|211413-λ|+4|29-λ46|
Étape 5.3
Évaluez |211413-λ|.
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Étape 5.3.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(2(13-λ)-411)+4|29-λ46|
Étape 5.3.2
Simplifiez le déterminant.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.3.2.1.1
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(213+2(-λ)-411)+4|29-λ46|
Étape 5.3.2.1.2
Multipliez 2 par 13.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(26+2(-λ)-411)+4|29-λ46|
Étape 5.3.2.1.3
Multipliez -1 par 2.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(26-2λ-411)+4|29-λ46|
Étape 5.3.2.1.4
Multipliez -4 par 11.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(26-2λ-44)+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(26-2λ-44)+4|29-λ46|
Étape 5.3.2.2
Soustrayez 44 de 26.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4|29-λ46|
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4|29-λ46|
Étape 5.4
Évaluez |29-λ46|.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.4.1
Le déterminant d’une matrice 2×2 peut être déterminé en utilisant la formule |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(26-4(9-λ))
Étape 5.4.2
Simplifiez le déterminant.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.4.2.1.1
Multipliez 2 par 6.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(12-4(9-λ))
Étape 5.4.2.1.2
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(12-49-4(-λ))
Étape 5.4.2.1.3
Multipliez -4 par 9.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(12-36-4(-λ))
Étape 5.4.2.1.4
Multipliez -1 par -4.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(12-36+4λ)
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(12-36+4λ)
Étape 5.4.2.2
Soustrayez 36 de 12.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(-24+4λ)
Étape 5.4.2.3
Remettez dans l’ordre -24 et 4λ.
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=(17-λ)(λ2-22λ+51)-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5
Simplifiez le déterminant.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1.1
Développez (17-λ)(λ2-22λ+51) en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
p(λ)=17λ2+17(-22λ)+1751-λλ2-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1.2.1
Multipliez -22 par 17.
p(λ)=17λ2-374λ+1751-λλ2-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.2
Multipliez 17 par 51.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λλ2-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.3
Multipliez λ par λ2 en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1.2.3.1
Déplacez λ2.
p(λ)=17λ2-374λ+867-(λ2λ)-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.3.2
Multipliez λ2 par λ.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1.2.3.2.1
Élevez λ à la puissance 1.
p(λ)=17λ2-374λ+867-(λ2λ1)-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.3.2.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ2+1-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ2+1-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.3.3
Additionnez 2 et 1.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-λ(-22λ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-1-22λλ-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.5
Multipliez λ par λ en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1.2.5.1
Déplacez λ.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-1-22(λλ)-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.5.2
Multipliez λ par λ.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-1-22λ2-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3-1-22λ2-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.6
Multipliez -1 par -22.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3+22λ2-λ51-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.2.7
Multipliez 51 par -1.
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3+22λ2-51λ-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
p(λ)=17λ2-374λ+867-λ3+22λ2-51λ-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.3
Additionnez 17λ2 et 22λ2.
p(λ)=39λ2-374λ+867-λ3-51λ-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.4
Soustrayez 51λ de -374λ.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3-22(-2λ-18)+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.5
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3-22(-2λ)-22-18+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.6
Multipliez -2 par -22.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ-22-18+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.7
Multipliez -22 par -18.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ+396+4(4λ-24)
Étape 5.5.1.8
Appliquez la propriété distributive.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ+396+4(4λ)+4-24
Étape 5.5.1.9
Multipliez 4 par 4.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ+396+16λ+4-24
Étape 5.5.1.10
Multipliez 4 par -24.
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ+396+16λ-96
p(λ)=39λ2-425λ+867-λ3+44λ+396+16λ-96
Étape 5.5.2
Additionnez -425λ et 44λ.
p(λ)=39λ2-381λ+867-λ3+396+16λ-96
Étape 5.5.3
Additionnez -381λ et 16λ.
p(λ)=39λ2-365λ+867-λ3+396-96
Étape 5.5.4
Additionnez 867 et 396.
p(λ)=39λ2-365λ-λ3+1263-96
Étape 5.5.5
Soustrayez 96 de 1263.
p(λ)=39λ2-365λ-λ3+1167
Étape 5.5.6
Déplacez -365λ.
p(λ)=39λ2-λ3-365λ+1167
Étape 5.5.7
Remettez dans l’ordre 39λ2 et -λ3.
p(λ)=-λ3+39λ2-365λ+1167
p(λ)=-λ3+39λ2-365λ+1167
p(λ)=-λ3+39λ2-365λ+1167
 [x2  12  π  xdx ]