代数例

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}]$

ステップ 1

固有値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.1

公式を設定し特性方程式 $p (λ)$ を求めます。

$p (λ) = 行列式 (A - λ I_{3})$

ステップ 1.2

サイズ $3$ の単位行列または恒等行列は $3 \times 3$ 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。

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

ステップ 1.3

既知の値を $p (λ) = 行列式 (A - λ I_{3})$ 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 1.3.1

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}]$ を $A$ に代入します。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - λ I_{3})$

ステップ 1.3.2

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}]$ を $I_{3}$ に代入します。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

ステップ 1.4

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 1.4.1

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 1.4.1.1

$- λ$ に行列の各要素を掛けます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2

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 1.4.1.2.1

$- 1$ に $1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.2

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.2.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.2.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.3

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.3.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.3.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.4

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.4.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.4.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.5

$- 1$ に $1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.6

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.6.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.6.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.7

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.7.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.7.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.8

$- λ \cdot 0$ 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 1.4.1.2.8.1

$0$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.8.2

$0$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

ステップ 1.4.1.2.9

$- 1$ に $1$ をかけます。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \end{array}])$

ステップ 1.4.2

対応する要素を足します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3

Simplify each element.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.4.3.1

$4$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.2

$6$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.3

$8$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.4

$12$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.5

$1$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.6

$2$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 & 0 - λ \end{array}]$

ステップ 1.4.3.7

$0$ から $λ$ を引きます。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 & - λ \end{array}]$

ステップ 1.5

Find the determinant.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.5.1

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 row $1$ by its cofactor and add.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

$| \begin{array}{c} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & + \end{array} |$

ステップ 1.5.1.2

The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a $-$ position on the sign chart.

ステップ 1.5.1.3

The minor for $a_{11}$ is the determinant with row $1$ and column $1$ deleted.

$| \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$

ステップ 1.5.1.4

Multiply element $a_{11}$ by its cofactor.

$(2 - λ) | \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$

ステップ 1.5.1.5

The minor for $a_{12}$ is the determinant with row $1$ and column $2$ deleted.

$| \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$

ステップ 1.5.1.6

Multiply element $a_{12}$ by its cofactor.

$- 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$

ステップ 1.5.1.7

The minor for $a_{13}$ is the determinant with row $1$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.1.8

Multiply element $a_{13}$ by its cofactor.

$6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = (2 - λ) | \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} | - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2

$| \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$ 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 1.5.2.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$p (λ) = (2 - λ) ((10 - λ) (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2

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 1.5.2.2.1

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 1.5.2.2.1.1

分配則を当てはめます。

$p (λ) = (2 - λ) (10 (- λ) - λ (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.2

$- 1$ に $10$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - λ (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.3

積の可換性を利用して書き換えます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.4

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 1.5.2.2.1.4.1

指数を足して $λ$ に $λ$ 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 1.5.2.2.1.4.1.1

$λ$ を移動させます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.4.1.2

$λ$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.4.2

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + 1 λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.4.3

$λ^{2}$ に $1$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.1.5

$- 2$ に $12$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + λ^{2} - 24) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.2.2.2

$- 10 λ$ と $λ^{2}$ を並べ替えます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.3

$| \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$ 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 1.5.3.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (8 (- λ) - 1 \cdot 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.3.2

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 1.5.3.2.1

$- 1$ に $8$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 1 \cdot 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.3.2.2

$- 1$ に $12$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

ステップ 1.5.4

$| \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$ 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 1.5.4.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (8 \cdot 2 - (10 - λ))$

ステップ 1.5.4.2

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 1.5.4.2.1

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 1.5.4.2.1.1

$8$ に $2$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - (10 - λ))$

ステップ 1.5.4.2.1.2

分配則を当てはめます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 1 \cdot 10 - - λ)$

ステップ 1.5.4.2.1.3

$- 1$ に $10$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 - - λ)$

ステップ 1.5.4.2.1.4

$- - λ$ 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 1.5.4.2.1.4.1

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 + 1 λ)$

ステップ 1.5.4.2.1.4.2

$λ$ に $1$ をかけます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 + λ)$

ステップ 1.5.4.2.2

$16$ から $10$ を引きます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (6 + λ)$

ステップ 1.5.4.2.3

$6$ と $λ$ を並べ替えます。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5

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 1.5.5.1

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 1.5.5.1.1

1番目の式の各項に2番目の式の各項を掛け、 $(2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24)$ を展開します。

$p (λ) = 2 λ^{2} + 2 (- 10 λ) + 2 \cdot - 24 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2

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 1.5.5.1.2.1

$- 10$ に $2$ をかけます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ + 2 \cdot - 24 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.2

$2$ に $- 24$ をかけます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.3

指数を足して $λ$ に $λ^{2}$ 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 1.5.5.1.2.3.1

$λ^{2}$ を移動させます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - (λ^{2} λ) - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.3.2

$λ^{2}$ に $λ$ 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 1.5.5.1.2.3.2.1

$λ$ を $1$ 乗します。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.3.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{2 + 1} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.3.3

$2$ と $1$ をたし算します。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.4

積の可換性を利用して書き換えます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 λ \cdot λ - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.5

指数を足して $λ$ に $λ$ 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 1.5.5.1.2.5.1

$λ$ を移動させます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 (λ \cdot λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.5.2

$λ$ に $λ$ をかけます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 λ^{2} - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.6

$- 1$ に $- 10$ をかけます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 10 λ^{2} - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.2.7

$- 24$ に $- 1$ をかけます。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 10 λ^{2} + 24 λ - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.3

$2 λ^{2}$ と $10 λ^{2}$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 24 λ - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.4

$- 20 λ$ と $24 λ$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.5

分配則を当てはめます。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} - 4 (- 8 λ) - 4 \cdot - 12 + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.6

$- 8$ に $- 4$ をかけます。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ - 4 \cdot - 12 + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.7

$- 4$ に $- 12$ をかけます。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 (λ + 6)$

ステップ 1.5.5.1.8

分配則を当てはめます。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 6 \cdot 6$

ステップ 1.5.5.1.9

$6$ に $6$ をかけます。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 36$

ステップ 1.5.5.2

$12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 36$ 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 1.5.5.2.1

$- 48$ と $48$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ + 0 + 6 λ + 36$

ステップ 1.5.5.2.2

$12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ$ と $0$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ + 6 λ + 36$

ステップ 1.5.5.3

$4 λ$ と $32 λ$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} - λ^{3} + 36 λ + 6 λ + 36$

ステップ 1.5.5.4

$36 λ$ と $6 λ$ をたし算します。

$p (λ) = 12 λ^{2} - λ^{3} + 42 λ + 36$

ステップ 1.5.5.5

$12 λ^{2}$ と $- λ^{3}$ を並べ替えます。

$p (λ) = - λ^{3} + 12 λ^{2} + 42 λ + 36$

ステップ 1.6

特性多項式を $0$ と等しくし、固有値 $λ$ を求めます。

$- λ^{3} + 12 λ^{2} + 42 λ + 36 = 0$

ステップ 1.7

$λ$ 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 1.7.1

方程式の各辺をグラフにします。解は交点のx値です。

$λ \approx 14.96690066$

ステップ 2

The eigenvector is equal to the null space of the matrix minus the eigenvalue times the identity matrix where $N$ is the null space and $I$ is the identity matrix.

$ε_{A} = N (A - λ I_{3})$

ステップ 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 14.96690066$ .

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

既知数を公式に代入します。

$N ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - 14.96690066 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

ステップ 3.2

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 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 3.2.1.1

$- 14.96690066$ に行列の各要素を掛けます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2

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 3.2.1.2.1

$- 14.96690066$ に $1$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.2

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.3

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.4

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.5

$- 14.96690066$ に $1$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.6

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.7

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.8

$- 14.96690066$ に $0$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 3.2.1.2.9

$- 14.96690066$ に $1$ をかけます。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & 0 & - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.2

対応する要素を足します。

$[\begin{array}{c} 2 - 14.96690066 & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3

Simplify each element.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.2.3.1

$2$ から $14.96690066$ を引きます。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.2

$4$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.3

$6$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.4

$8$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.5

$10$ から $14.96690066$ を引きます。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.6

$12$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.7

$1$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.8

$2$ と $0$ をたし算します。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.2.3.9

$0$ から $14.96690066$ を引きます。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 \end{array}]$

ステップ 3.3

Find the null space when $λ = 14.96690066$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.1

Write as an augmented matrix for $A x = 0$ .

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 & 0 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2

縮小行の階段形を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{1}{- 12.96690066}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{1}{- 12.96690066}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 12.96690066}{- 12.96690066} & \frac{4}{- 12.96690066} & \frac{6}{- 12.96690066} & \frac{0}{- 12.96690066} \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.1.2

$R_{1}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 8 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 8 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 8 - 8 \cdot 1 & - 4.96690066 - 8 \cdot - 0.30847772 & 12 - 8 \cdot - 0.46271658 & 0 - 8 \cdot 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.2.2

$R_{2}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.3

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.3.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 1 - 1 & 2 + 0.30847772 & - 14.96690066 + 0.46271658 & 0 - 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.3.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.4

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{- 2.49907888}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.4.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{- 2.49907888}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ \frac{0}{- 2.49907888} & \frac{- 2.49907888}{- 2.49907888} & \frac{15.70173268}{- 2.49907888} & \frac{0}{- 2.49907888} \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.4.2

$R_{2}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.5

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2.30847772 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2.30847772 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 - 2.30847772 \cdot 0 & 2.30847772 - 2.30847772 \cdot 1 & - 14.50418408 - 2.30847772 \cdot - 6.28300803 & 0 - 2.30847772 \cdot 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.5.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.6

Multiply each element of $R_{3}$ by $\frac{1}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.6.1

Multiply each element of $R_{3}$ by $\frac{1}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} \end{array}]$

ステップ 3.3.2.6.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.7

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 6.28300803 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.7.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 6.28300803 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 + 6.28300803 \cdot 0 & 1 + 6.28300803 \cdot 0 & - 6.28300803 + 6.28300803 \cdot 1 & 0 + 6.28300803 \cdot 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.7.2

$R_{2}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.8

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.46271658 R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.8.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.46271658 R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 0.46271658 \cdot 0 & - 0.30847772 + 0.46271658 \cdot 0 & - 0.46271658 + 0.46271658 \cdot 1 & 0 + 0.46271658 \cdot 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.8.2

$R_{1}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.9

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.30847772 R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.2.9.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.30847772 R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 0.30847772 \cdot 0 & - 0.30847772 + 0.30847772 \cdot 1 & 0 + 0.30847772 \cdot 0 & 0 + 0.30847772 \cdot 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.2.9.2

$R_{1}$ を簡約します。

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

ステップ 3.3.3

Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.

$x = 0$

$y = 0$

$z = 0$

ステップ 3.3.4

Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \end{array}]$

ステップ 3.3.5

Write as a solution set.

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

ステップ 4

The eigenspace of $A$ is the list of the vector space for each eigenvalue.

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

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代数 例

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