Aljabar Linear Contoh
B=[987345210]B=⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦
Langkah 1
Gunakan rumus untuk menentukan persamaan karakteristik p(λ)p(λ).
p(λ)=determinan(A-λI3)p(λ)=determinan(A−λI3)
Langkah 2
Matriks satuan atau matriks satuan dengan ordo 33 adalah matriks persegi 3×33×3 dengan bilangan satu di diagonal utama dan nol di elemen lainnya.
[100010001]⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦
Langkah 3
Langkah 3.1
Substitusikan [987345210]⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦ untuk AA.
p(λ)=determinan([987345210]-λI3)p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦−λI3⎞⎟⎠
Langkah 3.2
Substitusikan [100010001]⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦ untuk I3I3.
p(λ)=determinan([987345210]-λ[100010001])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦−λ⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([987345210]-λ[100010001])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦−λ⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4
Langkah 4.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 4.1.1
Kalikan -λ−λ dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2
Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.
Langkah 4.1.2.1
Kalikan -1−1 dengan 11.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.2
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 4.1.2.2.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ0λ−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.2.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.3
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 4.1.2.3.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ00λ−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.3.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ00−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ00−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.4
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 4.1.2.4.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000λ−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.4.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.5
Kalikan -1−1 dengan 11.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000−λ−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.6
Kalikan -λ⋅0−λ⋅0.
Langkah 4.1.2.6.1
Kalikan 00 dengan -1−1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣987345210⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000−λ0λ−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.6.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.7
Kalikan -λ⋅0.
Langkah 4.1.2.7.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.7.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.8
Kalikan -λ⋅0.
Langkah 4.1.2.8.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.8.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.9
Kalikan -1 dengan 1.
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinan([987345210]+[-λ000-λ000-λ])
Langkah 4.2
Tambahkan elemen yang seletak.
p(λ)=determinan[9-λ8+07+03+04-λ5+02+01+00-λ]
Langkah 4.3
Sederhanakan setiap elemen.
Langkah 4.3.1
Tambahkan 8 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ87+03+04-λ5+02+01+00-λ]
Langkah 4.3.2
Tambahkan 7 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ873+04-λ5+02+01+00-λ]
Langkah 4.3.3
Tambahkan 3 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ5+02+01+00-λ]
Langkah 4.3.4
Tambahkan 5 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ52+01+00-λ]
Langkah 4.3.5
Tambahkan 2 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ521+00-λ]
Langkah 4.3.6
Tambahkan 1 dan 0.
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ5210-λ]
Langkah 4.3.7
Kurangi λ dengan 0.
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ521-λ]
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ521-λ]
p(λ)=determinan[9-λ8734-λ521-λ]
Langkah 5
Langkah 5.1
Pilih baris atau kolom dengan elemen 0 paling banyak. Jika tidak ada elemen 0, pilih sebarang baris atau kolom. Kalikan setiap elemen di baris 1 dengan kofaktornya dan tambahkan.
Langkah 5.1.1
Pertimbangkan grafik tanda yang sesuai.
|+-+-+-+-+|
Langkah 5.1.2
Kofaktornya minor dengan tanda yang diubah jika indeksnya cocok dengan posisi - di grafik tanda.
Langkah 5.1.3
Minor untuk a11 adalah determinan dengan baris 1 dan kolom 1 dihapus.
|4-λ51-λ|
Langkah 5.1.4
Kalikan elemen a11 dengan kofaktornya.
(9-λ)|4-λ51-λ|
Langkah 5.1.5
Minor untuk a12 adalah determinan dengan baris 1 dan kolom 2 dihapus.
|352-λ|
Langkah 5.1.6
Kalikan elemen a12 dengan kofaktornya.
-8|352-λ|
Langkah 5.1.7
Minor untuk a13 adalah determinan dengan baris 1 dan kolom 3 dihapus.
|34-λ21|
Langkah 5.1.8
Kalikan elemen a13 dengan kofaktornya.
7|34-λ21|
Langkah 5.1.9
Tambahkan semua sukunya.
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)|4-λ51-λ|-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2
Evaluasi |4-λ51-λ|.
Langkah 5.2.1
Determinan dari matriks 2×2 dapat dicari menggunakan rumus |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(9-λ)((4-λ)(-λ)-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2
Sederhanakan determinannya.
Langkah 5.2.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.2.2.1.1
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=(9-λ)(4(-λ)-λ(-λ)-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.2
Kalikan -1 dengan 4.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-λ(-λ)-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.3
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1⋅-1λ⋅λ-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.4
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.2.2.1.4.1
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 5.2.2.1.4.1.1
Pindahkan λ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1⋅-1(λ⋅λ)-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.4.1.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1⋅-1λ2-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ-1⋅-1λ2-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.4.2
Kalikan -1 dengan -1.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+1λ2-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.4.3
Kalikan λ2 dengan 1.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-1⋅5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.1.5
Kalikan -1 dengan 5.
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(-4λ+λ2-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.2.2.2
Susun kembali -4λ dan λ2.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8|352-λ|+7|34-λ21|
Langkah 5.3
Evaluasi |352-λ|.
Langkah 5.3.1
Determinan dari matriks 2×2 dapat dicari menggunakan rumus |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(3(-λ)-2⋅5)+7|34-λ21|
Langkah 5.3.2
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.3.2.1
Kalikan -1 dengan 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-2⋅5)+7|34-λ21|
Langkah 5.3.2.2
Kalikan -2 dengan 5.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7|34-λ21|
Langkah 5.4
Evaluasi |34-λ21|.
Langkah 5.4.1
Determinan dari matriks 2×2 dapat dicari menggunakan rumus |abcd|=ad-cb.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3⋅1-2(4-λ))
Langkah 5.4.2
Sederhanakan determinannya.
Langkah 5.4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.4.2.1.1
Kalikan 3 dengan 1.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-2(4-λ))
Langkah 5.4.2.1.2
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-2⋅4-2(-λ))
Langkah 5.4.2.1.3
Kalikan -2 dengan 4.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8-2(-λ))
Langkah 5.4.2.1.4
Kalikan -1 dengan -2.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(3-8+2λ)
Langkah 5.4.2.2
Kurangi 8 dengan 3.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(-5+2λ)
Langkah 5.4.2.3
Susun kembali -5 dan 2λ.
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=(9-λ)(λ2-4λ-5)-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5
Sederhanakan determinannya.
Langkah 5.5.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.5.1.1
Perluas (9-λ)(λ2-4λ-5) dengan mengalikan setiap suku dalam pernyataan pertama dengan setiap suku dalam pernyataan kedua.
p(λ)=9λ2+9(-4λ)+9⋅-5-λ⋅λ2-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.5.1.2.1
Kalikan -4 dengan 9.
p(λ)=9λ2-36λ+9⋅-5-λ⋅λ2-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.2
Kalikan 9 dengan -5.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ⋅λ2-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.3
Kalikan λ dengan λ2 dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 5.5.1.2.3.1
Pindahkan λ2.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ)-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.3.2
Kalikan λ2 dengan λ.
Langkah 5.5.1.2.3.2.1
Naikkan λ menjadi pangkat 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-(λ2λ1)-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.3.2.2
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ2+1-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.3.3
Tambahkan 2 dan 1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-λ(-4λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.4
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1⋅-4λ⋅λ-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 5.5.1.2.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1⋅-4(λ⋅λ)-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.5.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1⋅-4λ2-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3-1⋅-4λ2-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.6
Kalikan -1 dengan -4.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2-λ⋅-5-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.2.7
Kalikan -5 dengan -1.
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
p(λ)=9λ2-36λ-45-λ3+4λ2+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.3
Tambahkan 9λ2 dan 4λ2.
p(λ)=13λ2-36λ-45-λ3+5λ-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.4
Tambahkan -36λ dan 5λ.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ-10)+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.5
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3-8(-3λ)-8⋅-10+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.6
Kalikan -3 dengan -8.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ-8⋅-10+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.7
Kalikan -8 dengan -10.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ-5)
Langkah 5.5.1.8
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+7(2λ)+7⋅-5
Langkah 5.5.1.9
Kalikan 2 dengan 7.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ+7⋅-5
Langkah 5.5.1.10
Kalikan 7 dengan -5.
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
p(λ)=13λ2-31λ-45-λ3+24λ+80+14λ-35
Langkah 5.5.2
Tambahkan -31λ dan 24λ.
p(λ)=13λ2-7λ-45-λ3+80+14λ-35
Langkah 5.5.3
Tambahkan -7λ dan 14λ.
p(λ)=13λ2+7λ-45-λ3+80-35
Langkah 5.5.4
Tambahkan -45 dan 80.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+35-35
Langkah 5.5.5
Gabungkan suku balikan dalam 13λ2+7λ-λ3+35-35.
Langkah 5.5.5.1
Kurangi 35 dengan 35.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3+0
Langkah 5.5.5.2
Tambahkan 13λ2+7λ-λ3 dan 0.
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
p(λ)=13λ2+7λ-λ3
Langkah 5.5.6
Pindahkan 7λ.
p(λ)=13λ2-λ3+7λ
Langkah 5.5.7
Susun kembali 13λ2 dan -λ3.
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ
p(λ)=-λ3+13λ2+7λ