Algebra lineare Esempi

Trovare gli Autovalori [[0.4,1-c],[0.6,c]]
[0.41-c0.6c][0.41c0.6c]
Passaggio 1
Imposta la formula per trovare l'equazione caratteristica p(λ)p(λ).
p(λ)=determinante(A-λI2)p(λ)=determinante(AλI2)
Passaggio 2
La matrice identità o matrice unità della dimensione 22 è la matrice quadrata 2×22×2 con gli uno sulla diagonale principale e gli zero altrove.
[1001][1001]
Passaggio 3
Sostituisci i valori noti in p(λ)=determinante(A-λI2)p(λ)=determinante(AλI2).
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.1
Sostituisci AA per [0.41-c0.6c][0.41c0.6c].
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]-λI2)p(λ)=determinante([0.41c0.6c]λI2)
Passaggio 3.2
Sostituisci I2I2 per [1001][1001].
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]-λ[1001])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]λ[1001])
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]-λ[1001])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]λ[1001])
Passaggio 4
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1.1
Moltiplica -λλ per ogni elemento della matrice.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ1-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ1λ0λ0λ1])
Passaggio 4.1.2
Semplifica ogni elemento nella matrice.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1.2.1
Moltiplica -11 per 11.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λλ0λ0λ1])
Passaggio 4.1.2.2
Moltiplica -λ0λ0.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1.2.2.1
Moltiplica 00 per -11.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ0λ-λ0-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ0λλ0λ1])
Passaggio 4.1.2.2.2
Moltiplica 00 per λλ.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ0λ0λ1])
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ0-λ0-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ0λ0λ1])
Passaggio 4.1.2.3
Moltiplica -λ0λ0.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1.2.3.1
Moltiplica 00 per -11.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00λ-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λλ1])
Passaggio 4.1.2.3.2
Moltiplica 00 per λλ.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λ1])
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00-λ1])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λ1])
Passaggio 4.1.2.4
Moltiplica -11 per 11.
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00-λ])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λ])
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00-λ])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λ])
p(λ)=determinante([0.41-c0.6c]+[-λ00-λ])p(λ)=determinante([0.41c0.6c]+[λ00λ])
Passaggio 4.2
Aggiungi gli elementi corrispondenti.
p(λ)=determinante[0.4-λ1-c+00.6+0c-λ]p(λ)=determinante[0.4λ1c+00.6+0cλ]
Passaggio 4.3
Simplify each element.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.3.1
Somma 1-c1c e 00.
p(λ)=determinante[0.4-λ1-c0.6+0c-λ]p(λ)=determinante[0.4λ1c0.6+0cλ]
Passaggio 4.3.2
Somma 0.60.6 e 00.
p(λ)=determinante[0.4-λ1-c0.6c-λ]p(λ)=determinante[0.4λ1c0.6cλ]
p(λ)=determinante[0.4-λ1-c0.6c-λ]p(λ)=determinante[0.4λ1c0.6cλ]
p(λ)=determinante[0.4-λ1-c0.6c-λ]p(λ)=determinante[0.4λ1c0.6cλ]
Passaggio 5
Find the determinant.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.1
È possibile trovare il determinante di una matrice 2×22×2 usando la formula |abcd|=ad-cbabcd=adcb.
p(λ)=(0.4-λ)(c-λ)-0.6(1-c)p(λ)=(0.4λ)(cλ)0.6(1c)
Passaggio 5.2
Semplifica il determinante.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.2.1
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.2.1.1
Espandi (0.4-λ)(c-λ)(0.4λ)(cλ) usando il metodo FOIL.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.2.1.1.1
Applica la proprietà distributiva.
p(λ)=0.4(c-λ)-λ(c-λ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4(cλ)λ(cλ)0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.1.2
Applica la proprietà distributiva.
p(λ)=0.4c+0.4(-λ)-λ(c-λ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4c+0.4(λ)λ(cλ)0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.1.3
Applica la proprietà distributiva.
p(λ)=0.4c+0.4(-λ)-λc-λ(-λ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4c+0.4(λ)λcλ(λ)0.6(1c)
p(λ)=0.4c+0.4(-λ)-λc-λ(-λ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4c+0.4(λ)λcλ(λ)0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.2.1.2.1
Moltiplica -11 per 0.40.4.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc-λ(-λ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλcλ(λ)0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2.2
Riscrivi utilizzando la proprietà commutativa della moltiplicazione.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc-1-1λλ-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc11λλ0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2.3
Moltiplica λλ per λλ sommando gli esponenti.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 5.2.1.2.3.1
Sposta λλ.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc-1-1(λλ)-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc11(λλ)0.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2.3.2
Moltiplica λλ per λλ.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc-1-1λ2-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc11λ20.6(1c)
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc-1-1λ2-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc11λ20.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2.4
Moltiplica -11 per -11.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+1λ2-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc+1λ20.6(1c)
Passaggio 5.2.1.2.5
Moltiplica λ2λ2 per 11.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.6(1c)
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.6(1-c)p(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.6(1c)
Passaggio 5.2.1.3
Applica la proprietà distributiva.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.61-0.6(-c)p(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.610.6(c)
Passaggio 5.2.1.4
Moltiplica -0.60.6 per 11.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.6-0.6(-c)p(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.60.6(c)
Passaggio 5.2.1.5
Moltiplica -11 per -0.60.6.
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.6+0.6cp(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.6+0.6c
p(λ)=0.4c-0.4λ-λc+λ2-0.6+0.6cp(λ)=0.4c0.4λλc+λ20.6+0.6c
Passaggio 5.2.2
Somma 0.4c0.4c e 0.6c0.6c.
p(λ)=c-0.4λ-λc+λ2-0.6p(λ)=c0.4λλc+λ20.6
Passaggio 5.2.3
Sposta λλ.
p(λ)=c-0.4λ-1cλ+λ2-0.6p(λ)=c0.4λ1cλ+λ20.6
Passaggio 5.2.4
Sposta -0.4λ0.4λ.
p(λ)=c-1cλ+λ2-0.4λ-0.6p(λ)=c1cλ+λ20.4λ0.6
Passaggio 5.2.5
Sposta cc.
p(λ)=-1cλ+λ2+c-0.4λ-0.6p(λ)=1cλ+λ2+c0.4λ0.6
p(λ)=-1cλ+λ2+c-0.4λ-0.6p(λ)=1cλ+λ2+c0.4λ0.6
p(λ)=-1cλ+λ2+c-0.4λ-0.6p(λ)=1cλ+λ2+c0.4λ0.6
Passaggio 6
Imposta il polinomio caratteristico pari a 00 per trovare gli autovalori λλ.
-1cλ+λ2+c-0.4λ-0.6=01cλ+λ2+c0.4λ0.6=0
Passaggio 7
Risolvi per λλ.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.1
Riscrivi -1c1c come -cc.
-cλ+λ2+c-0.4λ-0.6=0cλ+λ2+c0.4λ0.6=0
Passaggio 7.2
Utilizza la formula quadratica per trovare le soluzioni.
-b±b2-4(ac)2ab±b24(ac)2a
Passaggio 7.3
Sostituisci i valori a=1a=1, b=-c-0.4b=c0.4 e c=c-0.6c=c0.6 nella formula quadratica e risolvi per λλ.
-(-c-0.4)±(-c-0.4)2-4(1(c-0.6))21(c0.4)±(c0.4)24(1(c0.6))21
Passaggio 7.4
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1
Semplifica il numeratore.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.1
Applica la proprietà distributiva.
λ=c+0.4±(-c-0.4)2-41(c-0.6)21λ=c+0.4±(c0.4)241(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.2
Moltiplica --cc.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.2.1
Moltiplica -11 per -11.
λ=1c+0.4±(-c-0.4)2-41(c-0.6)21λ=1c+0.4±(c0.4)241(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.2.2
Moltiplica cc per 11.
λ=c+0.4±(-c-0.4)2-41(c-0.6)21λ=c+0.4±(c0.4)241(c0.6)21
λ=c+0.4±(-c-0.4)2-41(c-0.6)21λ=c+0.4±(c0.4)241(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.3
Moltiplica -11 per -0.40.4.
λ=c+0.4±(-c-0.4)2-41(c-0.6)21λ=c+0.4±(c0.4)241(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.4
Riscrivi (-c-0.4)2(c0.4)2 come (-c-0.4)(-c-0.4)(c0.4)(c0.4).
λ=c+0.4±(-c-0.4)(-c-0.4)-41(c-0.6)21λ=c+0.4±(c0.4)(c0.4)41(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.5
Espandi (-c-0.4)(-c-0.4)(c0.4)(c0.4) usando il metodo FOIL.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.5.1
Applica la proprietà distributiva.
λ=c+0.4±-c(-c-0.4)-0.4(-c-0.4)-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c(c0.4)0.4(c0.4)41(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.5.2
Applica la proprietà distributiva.
λ=c+0.4±-c(-c)-c-0.4-0.4(-c-0.4)-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c(c)c0.40.4(c0.4)41(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.5.3
Applica la proprietà distributiva.
λ=c+0.4±-c(-c)-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c(c)c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
λ=c+0.4±-c(-c)-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c(c)c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6
Semplifica e combina i termini simili.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.6.1
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.6.1.1
Riscrivi utilizzando la proprietà commutativa della moltiplicazione.
λ=c+0.4±-1(-1cc)-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±1(1cc)c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.2
Moltiplica cc per cc sommando gli esponenti.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.6.1.2.1
Sposta cc.
λ=c+0.4±-1(-1(cc))-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±1(1(cc))c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.2.2
Moltiplica cc per cc.
λ=c+0.4±-1(-1c2)-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±1(1c2)c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
λ=c+0.4±-1(-1c2)-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±1(1c2)c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.3
Moltiplica -11 per -11.
λ=c+0.4±1c2-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±1c2c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.4
Moltiplica c2c2 per 11.
λ=c+0.4±c2-c-0.4-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2c0.40.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.5
Moltiplica -0.40.4 per -11.
λ=c+0.4±c2+0.4c-0.4(-c)-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.4c0.4(c)0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.6
Moltiplica -11 per -0.40.4.
λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c-0.4-0.4-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c0.40.441(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.1.7
Moltiplica -0.40.4 per -0.40.4.
λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c+0.16-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c+0.1641(c0.6)21
λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c+0.16-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.4c+0.4c+0.1641(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.6.2
Somma 0.4c0.4c e 0.4c0.4c.
λ=c+0.4±c2+0.8c+0.16-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.8c+0.1641(c0.6)21
λ=c+0.4±c2+0.8c+0.16-41(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.8c+0.1641(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.7
Moltiplica -44 per 11.
λ=c+0.4±c2+0.8c+0.16-4(c-0.6)21λ=c+0.4±c2+0.8c+0.164(c0.6)21
Passaggio 7.4.1.8
Applica la proprietà distributiva.
λ=c+0.4±c2+0.8c+0.16-4c-4-0.621λ=c+0.4±c2+0.8c+0.164c40.621
Passaggio 7.4.1.9
Moltiplica -44 per -0.60.6.
λ=c+0.4±c2+0.8c+0.16-4c+2.421λ=c+0.4±c2+0.8c+0.164c+2.421
Passaggio 7.4.1.10
Sottrai 4c4c da 0.8c0.8c.
λ=c+0.4±c2-3.2c+0.16+2.421λ=c+0.4±c23.2c+0.16+2.421
Passaggio 7.4.1.11
Somma 0.160.16 e 2.42.4.
λ=c+0.4±c2-3.2c+2.5621λ=c+0.4±c23.2c+2.5621
Passaggio 7.4.1.12
Scomponi usando la regola del quadrato perfetto.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 7.4.1.12.1
Riscrivi 2.562.56 come 1.621.62.
λ=c+0.4±c2-3.2c+1.6221λ=c+0.4±c23.2c+1.6221
Passaggio 7.4.1.12.2
Verifica che il termine centrale sia il doppio del prodotto dei numeri elevati alla seconda potenza nel primo e nel terzo termine.
3.2c=2c1.63.2c=2c1.6
Passaggio 7.4.1.12.3
Riscrivi il polinomio.
λ=c+0.4±c2-2c1.6+1.6221λ=c+0.4±c22c1.6+1.6221
Passaggio 7.4.1.12.4
Scomponi usando la regola del trinomio perfetto al quadrato a2-2ab+b2=(a-b)2a22ab+b2=(ab)2, dove a=ca=c e b=1.6b=1.6.
λ=c+0.4±(c-1.6)221λ=c+0.4±(c1.6)221
λ=c+0.4±(c-1.6)221λ=c+0.4±(c1.6)221
Passaggio 7.4.1.13
Estrai i termini dal radicale, presupponendo numeri reali positivi.
λ=c+0.4±(c-1.6)21λ=c+0.4±(c1.6)21
λ=c+0.4±(c-1.6)21λ=c+0.4±(c1.6)21
Passaggio 7.4.2
Moltiplica 22 per 11.
λ=c+0.4±(c-1.6)2λ=c+0.4±(c1.6)2
λ=c+0.4±(c-1.6)2λ=c+0.4±(c1.6)2
Passaggio 7.5
La risposta finale è la combinazione di entrambe le soluzioni.
λ=5c-35λ=5c35
λ=1λ=1
λ=5c-35λ=5c35
λ=1λ=1
 [x2  12  π  xdx ]  x2  12  π  xdx