Masukkan soal...
Aljabar Linear Contoh
[4012324904]⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦
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 [4012324904]⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦ untuk AA.
p(λ)=determinan([4012324904]-λI3)p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦−λI3⎞⎟⎠
Langkah 3.2
Substitusikan [100010001]⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦ untuk I3I3.
p(λ)=determinan([4012324904]-λ[100010001])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦−λ⎡⎢⎣100010001⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([4012324904]-λ[100010001])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦−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([4012324904]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ00−λ⋅0−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−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([4012324904]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])p(λ)=determinan⎛⎜⎝⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦+⎡⎢⎣−λ000λ−λ⋅1−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅0−λ⋅1⎤⎥⎦⎞⎟⎠
Langkah 4.1.2.4.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.5
Kalikan -1 dengan 1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.6
Kalikan -λ⋅0.
Langkah 4.1.2.6.1
Kalikan 0 dengan -1.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.6.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.7.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
Langkah 4.1.2.8.2
Kalikan 0 dengan λ.
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=determinan([4012324904]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
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.
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
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.
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|.
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)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2
Sederhanakan determinannya.
Langkah 5.4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.4.2.1.1
Perluas (4-λ)(4-λ) menggunakan Metode FOIL.
Langkah 5.4.2.1.1.1
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(4(4-λ)-λ(4-λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.1.2
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ(4-λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.1.3
Terapkan sifat distributif.
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2
Sederhanakan dan gabungkan suku-suku sejenis.
Langkah 5.4.2.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.4.2.1.2.1.1
Kalikan 4 dengan 4.
p(λ)=0+(3-λ)(16+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.2
Kalikan -1 dengan 4.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.3
Kalikan 4 dengan -1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-λ(-λ)-49⋅1)+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⋅-1λ⋅λ-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 5.4.2.1.2.1.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1(λ⋅λ)-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.5.2
Kalikan λ dengan λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1λ2-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.6
Kalikan -1 dengan -1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+1λ2-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.1.7
Kalikan λ2 dengan 1.
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-49⋅1)+0
Langkah 5.4.2.1.2.2
Kurangi 4λ dengan -4λ.
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49⋅1)+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.
Langkah 5.5.1
Gabungkan suku balikan dalam 0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0.
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-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
Langkah 5.5.3
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.5.3.1
Kalikan -8 dengan 3.
p(λ)=3λ2-24λ+3⋅-33-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
Langkah 5.5.3.2
Kalikan 3 dengan -33.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
Langkah 5.5.3.3
Kalikan λ dengan λ2 dengan menambahkan eksponennya.
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.
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⋅-8λ⋅λ-λ⋅-33
Langkah 5.5.3.5
Kalikan λ dengan λ dengan menambahkan eksponennya.
Langkah 5.5.3.5.1
Pindahkan λ.
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1⋅-8(λ⋅λ)-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
Langkah 7.1
Faktorkan sisi kiri persamaannya.
Langkah 7.1.1
Faktorkan faktor persekutuan terbesar dari setiap kelompok.
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.
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.
Langkah 7.3.1
Atur -λ+11 sama dengan 0.
-λ+11=0
Langkah 7.3.2
Selesaikan -λ+11=0 untuk λ.
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.
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.
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.
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.
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.
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