Matematika Berhingga Contoh

$[\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}]$

Langkah 1

Gunakan rumus untuk menentukan persamaan karakteristik $p (λ)$ .

$p (λ) = determinan (A - λ I_{2})$

Langkah 2

Matriks satuan atau matriks satuan dengan ordo $2$ adalah matriks persegi $2 \times 2$ dengan bilangan satu di diagonal utama dan nol di elemen lainnya.

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

Langkah 3

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam $p (λ) = determinan (A - λ I_{2})$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.1

Substitusikan $[\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}]$ untuk $A$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] - λ I_{2})$

Langkah 3.2

Substitusikan $[\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}]$ untuk $I_{2}$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Langkah 4

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1

Sederhanakan setiap suku.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1.1

Kalikan $- λ$ dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2

Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1.2.1

Kalikan $- 1$ dengan $1$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2.2

Kalikan $- λ \cdot 0$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1.2.2.1

Kalikan $0$ dengan $- 1$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2.2.2

Kalikan $0$ dengan $λ$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2.3

Kalikan $- λ \cdot 0$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1.2.3.1

Kalikan $0$ dengan $- 1$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2.3.2

Kalikan $0$ dengan $λ$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Langkah 4.1.2.4

Kalikan $- 1$ dengan $1$ .

$p (λ) = determinan ([\begin{array}{c} 2 & - 7 \\ - 7 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

Langkah 4.2

Tambahkan elemen yang seletak.

$p (λ) = determinan [\begin{array}{c} 2 - λ & - 7 + 0 \\ - 7 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Langkah 4.3

Simplify each element.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.3.1

Tambahkan $- 7$ dan $0$ .

$p (λ) = determinan [\begin{array}{c} 2 - λ & - 7 \\ - 7 + 0 & 2 - λ \end{array}]$

Langkah 4.3.2

Tambahkan $- 7$ dan $0$ .

$p (λ) = determinan [\begin{array}{c} 2 - λ & - 7 \\ - 7 & 2 - λ \end{array}]$

Langkah 5

Find the determinant.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.1

Determinan dari matriks $2 \times 2$ dapat dicari menggunakan rumus $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$p (λ) = (2 - λ) (2 - λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2

Sederhanakan determinannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1

Sederhanakan setiap suku.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.1

Perluas $(2 - λ) (2 - λ)$ menggunakan Metode FOIL.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.1.1

Terapkan sifat distributif.

$p (λ) = 2 (2 - λ) - λ (2 - λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.1.2

Terapkan sifat distributif.

$p (λ) = 2 \cdot 2 + 2 (- λ) - λ (2 - λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.1.3

Terapkan sifat distributif.

$p (λ) = 2 \cdot 2 + 2 (- λ) - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2

Sederhanakan dan gabungkan suku-suku sejenis.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.2.1

Sederhanakan setiap suku.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.2.1.1

Kalikan $2$ dengan $2$ .

$p (λ) = 4 + 2 (- λ) - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.2

Kalikan $- 1$ dengan $2$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - λ \cdot 2 - λ (- λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.3

Kalikan $2$ dengan $- 1$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ - λ (- λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.4

Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.5

Kalikan $λ$ dengan $λ$ dengan menambahkan eksponennya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.2.1.5.1

Pindahkan $λ$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.5.2

Kalikan $λ$ dengan $λ$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.6

Kalikan $- 1$ dengan $- 1$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ + 1 λ^{2} - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.1.7

Kalikan $λ^{2}$ dengan $1$ .

$p (λ) = 4 - 2 λ - 2 λ + λ^{2} - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.2.2

Kurangi $2 λ$ dengan $- 2 λ$ .

$p (λ) = 4 - 4 λ + λ^{2} - (- 7 \cdot - 7)$

Langkah 5.2.1.3

Kalikan $- (- 7 \cdot - 7)$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.3.1

Kalikan $- 7$ dengan $- 7$ .

$p (λ) = 4 - 4 λ + λ^{2} - 1 \cdot 49$

Langkah 5.2.1.3.2

Kalikan $- 1$ dengan $49$ .

$p (λ) = 4 - 4 λ + λ^{2} - 49$

Langkah 5.2.2

Kurangi $49$ dengan $4$ .

$p (λ) = - 4 λ + λ^{2} - 45$

Langkah 5.2.3

Susun kembali $- 4 λ$ dan $λ^{2}$ .

$p (λ) = λ^{2} - 4 λ - 45$

Langkah 6

Atur polinomial karakteristiknya agar sama dengan $0$ untuk menemukan nilai eigen $λ$ .

$λ^{2} - 4 λ - 45 = 0$

Langkah 7

Selesaikan $λ$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.1

Faktorkan $λ^{2} - 4 λ - 45$ menggunakan metode AC.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.1.1

Mempertimbangkan bentuk $x^{2} + b x + c$ . Tentukan pasangan bilangan bulat yang hasil kalinya (Variabel1) dan jumlahnya $b$ . Dalam hal ini, hasil kalinya $- 45$ dan jumlahnya $- 4$ .

$- 9, 5$

Langkah 7.1.2

Tulis bentuk yang difaktorkan menggunakan bilangan bulat ini.

$(λ - 9) (λ + 5) = 0$

Langkah 7.2

Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan $0$ , seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan $0$ .

$λ - 9 = 0$

$λ + 5 = 0$

Langkah 7.3

Atur $λ - 9$ agar sama dengan $0$ dan selesaikan $λ$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.3.1

Atur $λ - 9$ sama dengan $0$ .

$λ - 9 = 0$

Langkah 7.3.2

Tambahkan $9$ ke kedua sisi persamaan.

$λ = 9$

Langkah 7.4

Atur $λ + 5$ agar sama dengan $0$ dan selesaikan $λ$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.4.1

Atur $λ + 5$ sama dengan $0$ .

$λ + 5 = 0$

Langkah 7.4.2

Kurangkan $5$ dari kedua sisi persamaan tersebut.

$λ = - 5$

Langkah 7.5

Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat $(λ - 9) (λ + 5) = 0$ benar.

$λ = 9, - 5$