代数 例

B=[-143112-10-1]
ステップ 1
公式を設定し特性方程式p(λ)を求めます。
p(λ)=行列式(A-λI3)
ステップ 2
サイズ3の単位行列または恒等行列は3×3正方行列で、主対角線上に1があり、その他の部分に0があります。
[100010001]
ステップ 3
既知の値をp(λ)=行列式(A-λI3)に代入します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1
[-143112-10-1]Aに代入します。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]-λI3)
ステップ 3.2
[100010001]I3に代入します。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]-λ[100010001])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]-λ[100010001])
ステップ 4
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1
-λに行列の各要素を掛けます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2
行列の各要素を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.1
-11をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.2
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.2.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.2.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.3
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.3.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ00λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.3.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.4
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.4.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.4.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.5
-11をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.6
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.6.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ0λ-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.6.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.7
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.7.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.7.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.8
-λ0を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.8.1
0-1をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000λ-λ1])
ステップ 4.1.2.8.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ1])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ1])
ステップ 4.1.2.9
-11をかけます。
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([-143112-10-1]+[-λ000-λ000-λ])
ステップ 4.2
対応する要素を足します。
p(λ)=行列式[-1-λ4+03+01+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
ステップ 4.3
各要素を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1
40をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ43+01+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
ステップ 4.3.2
30をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ431+01-λ2+0-1+00+0-1-λ]
ステップ 4.3.3
10をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2+0-1+00+0-1-λ]
ステップ 4.3.4
20をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2-1+00+0-1-λ]
ステップ 4.3.5
-10をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2-10+0-1-λ]
ステップ 4.3.6
00をたし算します。
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
p(λ)=行列式[-1-λ4311-λ2-10-1-λ]
ステップ 5
行列式を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1
最大の0要素を持つ行または列を選択します。0要素がなければ、いずれかの行または列を選択します。列2の各要素に余因子を乗算して加算します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1.1
該当する符号図を考慮します。
|+-+-+-+-+|
ステップ 5.1.2
指数が符号図の-位置に一致するなら、余因子は符号を変更した小行列式です。
ステップ 5.1.3
a12の小行列式は、行1と列2を削除した行列式です。
|12-1-1-λ|
ステップ 5.1.4
要素a12にその余因子を掛けます。
-4|12-1-1-λ|
ステップ 5.1.5
a22の小行列式は、行2と列2を削除した行列式です。
|-1-λ3-1-1-λ|
ステップ 5.1.6
要素a22にその余因子を掛けます。
(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|
ステップ 5.1.7
a32の小行列式は、行3と列2を削除した行列式です。
|-1-λ312|
ステップ 5.1.8
要素a32にその余因子を掛けます。
0|-1-λ312|
ステップ 5.1.9
項同士を足します。
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0|-1-λ312|
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0|-1-λ312|
ステップ 5.2
0|-1-λ312|をかけます。
p(λ)=-4|12-1-1-λ|+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.3
|12-1-1-λ|の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.1
2×2行列の行列式は公式|abcd|=ad-cbを利用して求めることができます。
p(λ)=-4(1(-1-λ)-(-12))+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.3.2
行列式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.2.1.1
-1-λ1をかけます。
p(λ)=-4(-1-λ-(-12))+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.3.2.1.2
-(-12)を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.2.1.2.1
-12をかけます。
p(λ)=-4(-1-λ--2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.3.2.1.2.2
-1-2をかけます。
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-1-λ+2)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.3.2.2
-12をたし算します。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)|-1-λ3-1-1-λ|+0
ステップ 5.4
|-1-λ3-1-1-λ|の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.1
2×2行列の行列式は公式|abcd|=ad-cbを利用して求めることができます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)((-1-λ)(-1-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2
行列式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.1
分配法則(FOIL法)を使って(-1-λ)(-1-λ)を展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.1.1
分配則を当てはめます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1(-1-λ)-λ(-1-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.1.2
分配則を当てはめます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1-1-1(-λ)-λ(-1-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.1.3
分配則を当てはめます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1-1-1(-λ)-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(-1-1-1(-λ)-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2
簡約し、同類項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.2.1.1
-1-1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1-1(-λ)-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.2
-1(-λ)を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.2.1.2.1
-1-1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+1λ-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.2.2
λ1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ-λ-1-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.3
-λ-1を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.2.1.3.1
-1-1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+1λ-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.3.2
λ1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-λ(-λ)-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-λ(-λ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.4
積の可換性を利用して書き換えます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1-1λλ-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.5
指数を足してλλを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.2.1.5.1
λを移動させます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1-1(λλ)-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.5.2
λλをかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1-1λ2-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ-1-1λ2-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.6
-1-1をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+1λ2-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.1.7
λ21をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+λ2-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+λ+λ+λ2-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.2.2
λλをたし算します。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2-(-13))+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2-(-13))+0
ステップ 5.4.2.1.3
-(-13)を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.3.1
-13をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2--3)+0
ステップ 5.4.2.1.3.2
-1-3をかけます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(1+2λ+λ2+3)+0
ステップ 5.4.2.2
13をたし算します。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(2λ+λ2+4)+0
ステップ 5.4.2.3
2λλ2を並べ替えます。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)+0
ステップ 5.5
行列式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.1
-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)0をたし算します。
p(λ)=-4(-λ+1)+(1-λ)(λ2+2λ+4)
ステップ 5.5.2
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.1
分配則を当てはめます。
p(λ)=-4(-λ)-41+(1-λ)(λ2+2λ+4)
ステップ 5.5.2.2
-1-4をかけます。
p(λ)=4λ-41+(1-λ)(λ2+2λ+4)
ステップ 5.5.2.3
-41をかけます。
p(λ)=4λ-4+(1-λ)(λ2+2λ+4)
ステップ 5.5.2.4
1番目の式の各項に2番目の式の各項を掛け、(1-λ)(λ2+2λ+4)を展開します。
p(λ)=4λ-4+1λ2+1(2λ)+14-λλ2-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.5.1
λ21をかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+1(2λ)+14-λλ2-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.2
2λ1をかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+14-λλ2-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.3
41をかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λλ2-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.4
指数を足してλλ2を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.5.4.1
λ2を移動させます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-(λ2λ)-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.4.2
λ2λをかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.5.4.2.1
λ1乗します。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-(λ2λ1)-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.4.2.2
べき乗則aman=am+nを利用して指数を組み合わせます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ2+1-λ(2λ)-λ4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ2+1-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.4.3
21をたし算します。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-λ(2λ)-λ4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-λ(2λ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.5
積の可換性を利用して書き換えます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-12λλ-λ4
ステップ 5.5.2.5.6
指数を足してλλを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.5.6.1
λを移動させます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-12(λλ)-λ4
ステップ 5.5.2.5.6.2
λλをかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-12λ2-λ4
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-12λ2-λ4
ステップ 5.5.2.5.7
-12をかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-λ4
ステップ 5.5.2.5.8
4-1をかけます。
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-4λ
p(λ)=4λ-4+λ2+2λ+4-λ3-2λ2-4λ
ステップ 5.5.2.6
λ2から2λ2を引きます。
p(λ)=4λ-4-λ2+2λ+4-λ3-4λ
ステップ 5.5.2.7
2λから4λを引きます。
p(λ)=4λ-4-λ2-2λ+4-λ3
p(λ)=4λ-4-λ2-2λ+4-λ3
ステップ 5.5.3
4λ-4-λ2-2λ+4-λ3の反対側の項を組み合わせます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.3.1
-44をたし算します。
p(λ)=4λ-λ2-2λ+0-λ3
ステップ 5.5.3.2
4λ-λ2-2λ0をたし算します。
p(λ)=4λ-λ2-2λ-λ3
p(λ)=4λ-λ2-2λ-λ3
ステップ 5.5.4
4λから2λを引きます。
p(λ)=-λ2+2λ-λ3
ステップ 5.5.5
2λを移動させます。
p(λ)=-λ2-λ3+2λ
ステップ 5.5.6
-λ2-λ3を並べ替えます。
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
p(λ)=-λ3-λ2+2λ
ステップ 6
特性多項式を0と等しくし、固有値λを求めます。
-λ3-λ2+2λ=0
ステップ 7
λについて解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1
方程式の左辺を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1.1
-λ-λ3-λ2+2λで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1.1.1
-λ-λ3で因数分解します。
-λλ2-λ2+2λ=0
ステップ 7.1.1.2
-λ-λ2で因数分解します。
-λλ2-λλ+2λ=0
ステップ 7.1.1.3
-λ2λで因数分解します。
-λλ2-λλ-λ-2=0
ステップ 7.1.1.4
-λ-λ(λ2)-λ(λ)で因数分解します。
-λ(λ2+λ)-λ-2=0
ステップ 7.1.1.5
-λ-λ(λ2+λ)-λ(-2)で因数分解します。
-λ(λ2+λ-2)=0
-λ(λ2+λ-2)=0
ステップ 7.1.2
因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1.2.1
たすき掛けを利用してλ2+λ-2を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1.2.1.1
x2+bx+cの形式を考えます。積がcで和がbである整数の組を求めます。このとき、その積が-2で、その和が1です。
-1,2
ステップ 7.1.2.1.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
-λ((λ-1)(λ+2))=0
-λ((λ-1)(λ+2))=0
ステップ 7.1.2.2
不要な括弧を削除します。
-λ(λ-1)(λ+2)=0
-λ(λ-1)(λ+2)=0
-λ(λ-1)(λ+2)=0
ステップ 7.2
方程式の左辺の個々の因数が0と等しいならば、式全体は0と等しくなります。
λ=0
λ-1=0
λ+2=0
ステップ 7.3
λ0に等しいとします。
λ=0
ステップ 7.4
λ-10に等しくし、λを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.4.1
λ-10に等しいとします。
λ-1=0
ステップ 7.4.2
方程式の両辺に1を足します。
λ=1
λ=1
ステップ 7.5
λ+20に等しくし、λを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.5.1
λ+20に等しいとします。
λ+2=0
ステップ 7.5.2
方程式の両辺から2を引きます。
λ=-2
λ=-2
ステップ 7.6
最終解は-λ(λ-1)(λ+2)=0を真にするすべての値です。
λ=0,1,-2
λ=0,1,-2
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