Contoh
[-12-66][−12−66]
Langkah 1
Langkah 1.1
Gunakan rumus untuk menentukan persamaan karakteristik p(λ)p(λ).
p(λ)=determinan(A-λI2)p(λ)=determinan(A−λI2)
Langkah 1.2
Matriks satuan atau matriks satuan dengan ordo 22 adalah matriks persegi 2×22×2 dengan bilangan satu di diagonal utama dan nol di elemen lainnya.
[1001][1001]
Langkah 1.3
Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam p(λ)=determinan(A-λI2)p(λ)=determinan(A−λI2).
Langkah 1.3.1
Substitusikan [-12-66][−12−66] untuk AA.
p(λ)=determinan([-12-66]-λI2)p(λ)=determinan([−12−66]−λI2)
Langkah 1.3.2
Substitusikan [1001][1001] untuk I2I2.
p(λ)=determinan([-12-66]-λ[1001])p(λ)=determinan([−12−66]−λ[1001])
p(λ)=determinan([-12-66]-λ[1001])p(λ)=determinan([−12−66]−λ[1001])
Langkah 1.4
Sederhanakan.
Langkah 1.4.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 1.4.1.1
Kalikan -λ−λ dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2
Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.
Langkah 1.4.1.2.1
Kalikan -1−1 dengan 11.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2.2
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 1.4.1.2.2.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ0λ−λ⋅0−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2.2.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ0−λ⋅0−λ⋅1])
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ0−λ⋅0−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2.3
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 1.4.1.2.3.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00λ-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ00λ−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2.3.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ00−λ⋅1])
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00-λ⋅1])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ00−λ⋅1])
Langkah 1.4.1.2.4
Kalikan -1−1 dengan 11.
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00-λ])p(λ)=determinan([−12−66]+[−λ00−λ])
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00-λ])
p(λ)=determinan([-12-66]+[-λ00-λ])
Langkah 1.4.2
Tambahkan elemen yang seletak.
p(λ)=determinan[-1-λ2+0-6+06-λ]
Langkah 1.4.3
Simplify each element.
Langkah 1.4.3.1
Tambahkan 2 dan 0.
p(λ)=determinan[-1-λ2-6+06-λ]
Langkah 1.4.3.2
Tambahkan -6 dan 0.
p(λ)=determinan[-1-λ2-66-λ]
p(λ)=determinan[-1-λ2-66-λ]
p(λ)=determinan[-1-λ2-66-λ]
Langkah 1.5
Find the determinant.
Langkah 1.5.1
Determinan dari matriks 2×2 dapat dicari menggunakan rumus |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(-1-λ)(6-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2
Sederhanakan determinannya.
Langkah 1.5.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 1.5.2.1.1
Perluas (-1-λ)(6-λ) menggunakan Metode FOIL.
Langkah 1.5.2.1.1.1
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=-1(6-λ)-λ(6-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.1.2
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=-1⋅6-1(-λ)-λ(6-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.1.3
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=-1⋅6-1(-λ)-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
p(λ)=-1⋅6-1(-λ)-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2
Sederhanakan dan gabungkan suku-suku sejenis.
Langkah 1.5.2.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 1.5.2.1.2.1.1
Kalikan -1 dengan 6.
p(λ)=-6-1(-λ)-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.2
Kalikan -1(-λ).
Langkah 1.5.2.1.2.1.2.1
Kalikan -1 dengan -1.
p(λ)=-6+1λ-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.2.2
Kalikan λ dengan 1.
p(λ)=-6+λ-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
p(λ)=-6+λ-λ⋅6-λ(-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.3
Kalikan 6 dengan -1.
p(λ)=-6+λ-6λ-λ(-λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.4
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
p(λ)=-6+λ-6λ-1⋅-1λ⋅λ-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 1.5.2.1.2.1.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=-6+λ-6λ-1⋅-1(λ⋅λ)-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.5.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=-6+λ-6λ-1⋅-1λ2-(-6⋅2)
p(λ)=-6+λ-6λ-1⋅-1λ2-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.6
Kalikan -1 dengan -1.
p(λ)=-6+λ-6λ+1λ2-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.1.7
Kalikan λ2 dengan 1.
p(λ)=-6+λ-6λ+λ2-(-6⋅2)
p(λ)=-6+λ-6λ+λ2-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.2.2
Kurangi 6λ dengan λ.
p(λ)=-6-5λ+λ2-(-6⋅2)
p(λ)=-6-5λ+λ2-(-6⋅2)
Langkah 1.5.2.1.3
Kalikan -(-6⋅2).
Langkah 1.5.2.1.3.1
Kalikan -6 dengan 2.
p(λ)=-6-5λ+λ2--12
Langkah 1.5.2.1.3.2
Kalikan -1 dengan -12.
p(λ)=-6-5λ+λ2+12
p(λ)=-6-5λ+λ2+12
p(λ)=-6-5λ+λ2+12
Langkah 1.5.2.2
Tambahkan -6 dan 12.
p(λ)=-5λ+λ2+6
Langkah 1.5.2.3
Susun kembali -5λ dan λ2.
p(λ)=λ2-5λ+6
p(λ)=λ2-5λ+6
p(λ)=λ2-5λ+6
Langkah 1.6
Atur polinomial karakteristiknya agar sama dengan 0 untuk menemukan nilai eigen λ.
λ2-5λ+6=0
Langkah 1.7
Selesaikan λ.
Langkah 1.7.1
Faktorkan λ2-5λ+6 menggunakan metode AC.
Langkah 1.7.1.1
Mempertimbangkan bentuk x2+bx+c. Tentukan pasangan bilangan bulat yang hasil kalinya (Variabel1) dan jumlahnya b. Dalam hal ini, hasil kalinya 6 dan jumlahnya -5.
-3,-2
Langkah 1.7.1.2
Tulis bentuk yang difaktorkan menggunakan bilangan bulat ini.
(λ-3)(λ-2)=0
(λ-3)(λ-2)=0
Langkah 1.7.2
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan 0, seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan 0.
λ-3=0
λ-2=0
Langkah 1.7.3
Atur λ-3 agar sama dengan 0 dan selesaikan λ.
Langkah 1.7.3.1
Atur λ-3 sama dengan 0.
λ-3=0
Langkah 1.7.3.2
Tambahkan 3 ke kedua sisi persamaan.
λ=3
λ=3
Langkah 1.7.4
Atur λ-2 agar sama dengan 0 dan selesaikan λ.
Langkah 1.7.4.1
Atur λ-2 sama dengan 0.
λ-2=0
Langkah 1.7.4.2
Tambahkan 2 ke kedua sisi persamaan.
λ=2
λ=2
Langkah 1.7.5
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat (λ-3)(λ-2)=0 benar.
λ=3,2
λ=3,2
λ=3,2
Langkah 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-λI2)
Langkah 3
Langkah 3.1
Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumusnya.
N([-12-66]-3[1001])
Langkah 3.2
Sederhanakan.
Langkah 3.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 3.2.1.1
Kalikan -3 dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.
[-12-66]+[-3⋅1-3⋅0-3⋅0-3⋅1]
Langkah 3.2.1.2
Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.
Langkah 3.2.1.2.1
Kalikan -3 dengan 1.
[-12-66]+[-3-3⋅0-3⋅0-3⋅1]
Langkah 3.2.1.2.2
Kalikan -3 dengan 0.
[-12-66]+[-30-3⋅0-3⋅1]
Langkah 3.2.1.2.3
Kalikan -3 dengan 0.
[-12-66]+[-300-3⋅1]
Langkah 3.2.1.2.4
Kalikan -3 dengan 1.
[-12-66]+[-300-3]
[-12-66]+[-300-3]
[-12-66]+[-300-3]
Langkah 3.2.2
Tambahkan elemen yang seletak.
[-1-32+0-6+06-3]
Langkah 3.2.3
Simplify each element.
Langkah 3.2.3.1
Kurangi 3 dengan -1.
[-42+0-6+06-3]
Langkah 3.2.3.2
Tambahkan 2 dan 0.
[-42-6+06-3]
Langkah 3.2.3.3
Tambahkan -6 dan 0.
[-42-66-3]
Langkah 3.2.3.4
Kurangi 3 dengan 6.
[-42-63]
[-42-63]
[-42-63]
Langkah 3.3
Find the null space when λ=3.
Langkah 3.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[-420-630]
Langkah 3.3.2
Tentukan bentuk eselon baris yang dikurangi.
Langkah 3.3.2.1
Multiply each element of R1 by -14 to make the entry at 1,1 a 1.
Langkah 3.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by -14 to make the entry at 1,1 a 1.
[-14⋅-4-14⋅2-14⋅0-630]
Langkah 3.3.2.1.2
Sederhanakan R1.
[1-120-630]
[1-120-630]
Langkah 3.3.2.2
Perform the row operation R2=R2+6R1 to make the entry at 2,1 a 0.
Langkah 3.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2+6R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-120-6+6⋅13+6(-12)0+6⋅0]
Langkah 3.3.2.2.2
Sederhanakan R2.
[1-120000]
[1-120000]
[1-120000]
Langkah 3.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x-12y=0
0=0
Langkah 3.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[y2y]
Langkah 3.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[121]
Langkah 3.3.6
Write as a solution set.
{y[121]|y∈R}
Langkah 3.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[121]}
{[121]}
{[121]}
Langkah 4
Langkah 4.1
Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumusnya.
N([-12-66]-2[1001])
Langkah 4.2
Sederhanakan.
Langkah 4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 4.2.1.1
Kalikan -2 dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.
[-12-66]+[-2⋅1-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Langkah 4.2.1.2
Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.
Langkah 4.2.1.2.1
Kalikan -2 dengan 1.
[-12-66]+[-2-2⋅0-2⋅0-2⋅1]
Langkah 4.2.1.2.2
Kalikan -2 dengan 0.
[-12-66]+[-20-2⋅0-2⋅1]
Langkah 4.2.1.2.3
Kalikan -2 dengan 0.
[-12-66]+[-200-2⋅1]
Langkah 4.2.1.2.4
Kalikan -2 dengan 1.
[-12-66]+[-200-2]
[-12-66]+[-200-2]
[-12-66]+[-200-2]
Langkah 4.2.2
Tambahkan elemen yang seletak.
[-1-22+0-6+06-2]
Langkah 4.2.3
Simplify each element.
Langkah 4.2.3.1
Kurangi 2 dengan -1.
[-32+0-6+06-2]
Langkah 4.2.3.2
Tambahkan 2 dan 0.
[-32-6+06-2]
Langkah 4.2.3.3
Tambahkan -6 dan 0.
[-32-66-2]
Langkah 4.2.3.4
Kurangi 2 dengan 6.
[-32-64]
[-32-64]
[-32-64]
Langkah 4.3
Find the null space when λ=2.
Langkah 4.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[-320-640]
Langkah 4.3.2
Tentukan bentuk eselon baris yang dikurangi.
Langkah 4.3.2.1
Multiply each element of R1 by -13 to make the entry at 1,1 a 1.
Langkah 4.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by -13 to make the entry at 1,1 a 1.
[-13⋅-3-13⋅2-13⋅0-640]
Langkah 4.3.2.1.2
Sederhanakan R1.
[1-230-640]
[1-230-640]
Langkah 4.3.2.2
Perform the row operation R2=R2+6R1 to make the entry at 2,1 a 0.
Langkah 4.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2+6R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-230-6+6⋅14+6(-23)0+6⋅0]
Langkah 4.3.2.2.2
Sederhanakan R2.
[1-230000]
[1-230000]
[1-230000]
Langkah 4.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x-23y=0
0=0
Langkah 4.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[2y3y]
Langkah 4.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[231]
Langkah 4.3.6
Write as a solution set.
{y[231]|y∈R}
Langkah 4.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[231]}
{[231]}
{[231]}
Langkah 5
The eigenspace of A is the list of the vector space for each eigenvalue.
{[121],[231]}