Aljabar Linear Contoh

Cari Nilai Eigen [[4,0,1],[2,3,2],[49,0,4]]
[4012324904]4012324904
Langkah 1
Gunakan rumus untuk menentukan persamaan karakteristik p(λ)p(λ).
p(λ)=determinan(A-λI3)p(λ)=determinan(AλI3)
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
Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam p(λ)=determinan(A-λI3)p(λ)=determinan(AλI3).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1
Substitusikan [4012324904]4012324904 untuk AA.
p(λ)=determinan([4012324904]-λI3)p(λ)=determinan4012324904λI3
Langkah 3.2
Substitusikan [100010001]100010001 untuk I3I3.
p(λ)=determinan([4012324904]-λ[100010001])p(λ)=determinan4012324904λ100010001
p(λ)=determinan([4012324904]-λ[100010001])p(λ)=determinan4012324904λ100010001
Langkah 4
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.1
Kalikan -λλ dengan setiap elemen di dalam matriks tersebut.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ1λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2
Sederhanakan setiap elemen dalam matriks.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.1
Kalikan -11 dengan 11.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λλ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.2
Kalikan -λ0λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.2.1
Kalikan 00 dengan -11.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ0λλ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.2.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ0λ0λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.3
Kalikan -λ0λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.3.1
Kalikan 00 dengan -11.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ00λλ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.3.2
Kalikan 00 dengan λλ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ00λ0λ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.4
Kalikan -λ0λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.4.1
Kalikan 00 dengan -11.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinan4012324904+λ000λλ1λ0λ0λ0λ1
Langkah 4.1.2.4.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.5
Kalikan -1 dengan 1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.6
Kalikan -λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.6.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.6.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.7
Kalikan -λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.7.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.7.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
Langkah 4.1.2.8
Kalikan -λ0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.2.8.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000λ-λ1])
Langkah 4.1.2.8.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ1])
Langkah 4.1.2.9
Kalikan -1 dengan 1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
Langkah 4.2
Tambahkan elemen yang seletak.
p(λ)=determinan[4-λ0+01+02+03-λ2+049+00+04-λ]
Langkah 4.3
Simplify each element.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.3.1
Tambahkan 0 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ01+02+03-λ2+049+00+04-λ]
Langkah 4.3.2
Tambahkan 1 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ012+03-λ2+049+00+04-λ]
Langkah 4.3.3
Tambahkan 2 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ2+049+00+04-λ]
Langkah 4.3.4
Tambahkan 2 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ249+00+04-λ]
Langkah 4.3.5
Tambahkan 49 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ2490+04-λ]
Langkah 4.3.6
Tambahkan 0 dan 0.
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ24904-λ]
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ24904-λ]
p(λ)=determinan[4-λ0123-λ24904-λ]
Langkah 5
Find the determinant.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 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 2 by its cofactor and add.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
Langkah 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Langkah 5.1.3
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|22494-λ|
Langkah 5.1.4
Multiply element a12 by its cofactor.
0|22494-λ|
Langkah 5.1.5
The minor for a22 is the determinant with row 2 and column 2 deleted.
|4-λ1494-λ|
Langkah 5.1.6
Multiply element a22 by its cofactor.
(3-λ)|4-λ1494-λ|
Langkah 5.1.7
The minor for a32 is the determinant with row 3 and column 2 deleted.
|4-λ122|
Langkah 5.1.8
Multiply element a32 by its cofactor.
0|4-λ122|
Langkah 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0|22494-λ|+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
p(λ)=0|22494-λ|+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
Langkah 5.2
Kalikan 0 dengan |22494-λ|.
p(λ)=0+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
Langkah 5.3
Kalikan 0 dengan |4-λ122|.
p(λ)=0+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0
Langkah 5.4
Evaluasi |4-λ1494-λ|.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.1
Determinan dari matriks 2×2 dapat dicari menggunakan rumus |abcd|=ad-cb.
p(λ)=0+(3-λ)((4-λ)(4-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2
Sederhanakan determinannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1.1
Perluas (4-λ)(4-λ) menggunakan Metode FOIL.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1.1.1
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(4(4-λ)-λ(4-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.1.2
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(44+4(-λ)-λ(4-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.1.3
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(44+4(-λ)-λ4-λ(-λ)-491)+0
p(λ)=0+(3-λ)(44+4(-λ)-λ4-λ(-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2
Sederhanakan dan gabungkan suku-suku sejenis.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1.2.1.1
Kalikan 4 dengan 4.
p(λ)=0+(3-λ)(16+4(-λ)-λ4-λ(-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.2
Kalikan -1 dengan 4.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-λ4-λ(-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.3
Kalikan 4 dengan -1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-λ(-λ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.4
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1-1λλ-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.4.2.1.2.1.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1-1(λλ)-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.5.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1-1λ2-491)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1-1λ2-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.6
Kalikan -1 dengan -1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+1λ2-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.7
Kalikan λ2 dengan 1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-491)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-491)+0
Langkah 5.4.2.1.2.2
Kurangi 4λ dengan -4λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-491)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-491)+0
Langkah 5.4.2.1.3
Kalikan -49 dengan 1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49)+0
Langkah 5.4.2.2
Kurangi 49 dengan 16.
p(λ)=0+(3-λ)(-8λ+λ2-33)+0
Langkah 5.4.2.3
Susun kembali -8λ dan λ2.
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
Langkah 5.5
Sederhanakan determinannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.1
Gabungkan suku balikan dalam 0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.1.1
Tambahkan 0 dan (3-λ)(λ2-8λ-33).
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
Langkah 5.5.1.2
Tambahkan (3-λ)(λ2-8λ-33) dan 0.
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)
Langkah 5.5.2
Perluas (3-λ)(λ2-8λ-33) dengan mengalikan setiap suku dalam pernyataan pertama dengan setiap suku dalam pernyataan kedua.
p(λ)=3λ2+3(-8λ)+3-33-λλ2-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.3.1
Kalikan -8 dengan 3.
p(λ)=3λ2-24λ+3-33-λλ2-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.2
Kalikan 3 dengan -33.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λλ2-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.3
Kalikan λ dengan λ2 dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.3.3.1
Pindahkan λ2.
p(λ)=3λ2-24λ-99-(λ2λ)-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.3.2
Kalikan λ2 dengan λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.3.3.2.1
Naikkan λ menjadi pangkat 1.
p(λ)=3λ2-24λ-99-(λ2λ1)-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.3.2.2
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ2+1-λ(-8λ)-λ-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ2+1-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.3.3
Tambahkan 2 dan 1.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-λ(-8λ)-λ-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-λ(-8λ)-λ-33
Langkah 5.5.3.4
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1-8λλ-λ-33
Langkah 5.5.3.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.5.3.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1-8(λλ)-λ-33
Langkah 5.5.3.5.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1-8λ2-λ-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1-8λ2-λ-33
Langkah 5.5.3.6
Kalikan -1 dengan -8.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2-λ-33
Langkah 5.5.3.7
Kalikan -33 dengan -1.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2+33λ
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2+33λ
Langkah 5.5.4
Tambahkan 3λ2 dan 8λ2.
p(λ)=11λ2-24λ-99-λ3+33λ
Langkah 5.5.5
Tambahkan -24λ dan 33λ.
p(λ)=11λ2+9λ-99-λ3
Langkah 5.5.6
Pindahkan -99.
p(λ)=11λ2+9λ-λ3-99
Langkah 5.5.7
Pindahkan 9λ.
p(λ)=11λ2-λ3+9λ-99
Langkah 5.5.8
Susun kembali 11λ2 dan -λ3.
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
Langkah 6
Atur polinomial karakteristiknya agar sama dengan 0 untuk menemukan nilai eigen λ.
-λ3+11λ2+9λ-99=0
Langkah 7
Selesaikan λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.1
Faktorkan sisi kiri persamaannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.1.1
Faktorkan faktor persekutuan terbesar dari setiap kelompok.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.1.1.1
Kelompokkan dua suku pertama dan dua suku terakhir.
(-λ3+11λ2)+9λ-99=0
Langkah 7.1.1.2
Faktorkan faktor persekutuan terbesar (FPB) dari setiap kelompok.
λ2(-λ+11)-9(-λ+11)=0
λ2(-λ+11)-9(-λ+11)=0
Langkah 7.1.2
Faktorkan polinomial dengan memfaktorkan faktor persekutuan terbesar, -λ+11.
(-λ+11)(λ2-9)=0
Langkah 7.1.3
Tulis kembali 9 sebagai 32.
(-λ+11)(λ2-32)=0
Langkah 7.1.4
Faktorkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.1.4.1
Karena kedua suku merupakan kuadrat sempurna, faktorkan menggunakan rumus beda pangkat dua, a2-b2=(a+b)(a-b) di mana a=λ dan b=3.
(-λ+11)((λ+3)(λ-3))=0
Langkah 7.1.4.2
Hilangkan tanda kurung yang tidak perlu.
(-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0
(-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0
(-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0
Langkah 7.2
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan 0, seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan 0.
-λ+11=0
λ+3=0
λ-3=0
Langkah 7.3
Atur -λ+11 agar sama dengan 0 dan selesaikan λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.3.1
Atur -λ+11 sama dengan 0.
-λ+11=0
Langkah 7.3.2
Selesaikan -λ+11=0 untuk λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.3.2.1
Kurangkan 11 dari kedua sisi persamaan tersebut.
-λ=-11
Langkah 7.3.2.2
Bagi setiap suku pada -λ=-11 dengan -1 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.3.2.2.1
Bagilah setiap suku di -λ=-11 dengan -1.
-λ-1=-11-1
Langkah 7.3.2.2.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.3.2.2.2.1
Membagi dua nilai negatif menghasilkan nilai positif.
λ1=-11-1
Langkah 7.3.2.2.2.2
Bagilah λ dengan 1.
λ=-11-1
λ=-11-1
Langkah 7.3.2.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.3.2.2.3.1
Bagilah -11 dengan -1.
λ=11
λ=11
λ=11
λ=11
λ=11
Langkah 7.4
Atur λ+3 agar sama dengan 0 dan selesaikan λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.4.1
Atur λ+3 sama dengan 0.
λ+3=0
Langkah 7.4.2
Kurangkan 3 dari kedua sisi persamaan tersebut.
λ=-3
λ=-3
Langkah 7.5
Atur λ-3 agar sama dengan 0 dan selesaikan λ.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.5.1
Atur λ-3 sama dengan 0.
λ-3=0
Langkah 7.5.2
Tambahkan 3 ke kedua sisi persamaan.
λ=3
λ=3
Langkah 7.6
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat (-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0 benar.
λ=11,-3,3
λ=11,-3,3
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
{
{
}
}
A
A
7
7
8
8
9
9
B
B
4
4
5
5
6
6
/
/
^
^
×
×
>
>
π
π
1
1
2
2
3
3
-
-
+
+
÷
÷
<
<
!
!
,
,
0
0
.
.
%
%
=
=
 [x2  12  π  xdx ]