線形代数 例

固有方程式を求める [[40,-84,0],[18,-38,0],[36,-72,-2]]
[40-84018-38036-72-2]408401838036722
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
[40-84018-38036-72-2]Aに代入します。
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]-λI3)
ステップ 3.2
[100010001]I3に代入します。
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]-λ[100010001])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ00-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ00λ-λ0-λ1])
ステップ 4.1.2.7.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ00-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ000λ-λ1])
ステップ 4.1.2.8.2
0λをかけます。
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ000-λ1])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ000-λ1])
ステップ 4.1.2.9
-11をかけます。
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([40-84018-38036-72-2]+[-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[40-λ-84+00+018+0-38-λ0+036+0-72+0-2-λ]
ステップ 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 4.3.1
-840をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-840+018+0-38-λ0+036+0-72+0-2-λ]
ステップ 4.3.2
00をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-84018+0-38-λ0+036+0-72+0-2-λ]
ステップ 4.3.3
180をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ0+036+0-72+0-2-λ]
ステップ 4.3.4
00をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ036+0-72+0-2-λ]
ステップ 4.3.5
360をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ036-72+0-2-λ]
ステップ 4.3.6
-720をたし算します。
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ036-72-2-λ]
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ036-72-2-λ]
p(λ)=行列式[40-λ-84018-38-λ036-72-2-λ]
ステップ 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 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 3 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 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
ステップ 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 5.1.3
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|18-38-λ36-72|
ステップ 5.1.4
Multiply element a13 by its cofactor.
0|18-38-λ36-72|
ステップ 5.1.5
The minor for a23 is the determinant with row 2 and column 3 deleted.
|40-λ-8436-72|
ステップ 5.1.6
Multiply element a23 by its cofactor.
0|40-λ-8436-72|
ステップ 5.1.7
The minor for a33 is the determinant with row 3 and column 3 deleted.
|40-λ-8418-38-λ|
ステップ 5.1.8
Multiply element a33 by its cofactor.
(-2-λ)|40-λ-8418-38-λ|
ステップ 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0|18-38-λ36-72|+0|40-λ-8436-72|+(-2-λ)|40-λ-8418-38-λ|
p(λ)=0|18-38-λ36-72|+0|40-λ-8436-72|+(-2-λ)|40-λ-8418-38-λ|
ステップ 5.2
0|18-38-λ36-72|をかけます。
p(λ)=0+0|40-λ-8436-72|+(-2-λ)|40-λ-8418-38-λ|
ステップ 5.3
0|40-λ-8436-72|をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)|40-λ-8418-38-λ|
ステップ 5.4
|40-λ-8418-38-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)=0+0+(-2-λ)((40-λ)(-38-λ)-18-84)
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(40-λ)(-38-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)=0+0+(-2-λ)(40(-38-λ)-λ(-38-λ)-18-84)
ステップ 5.4.2.1.1.2
分配則を当てはめます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(40-38+40(-λ)-λ(-38-λ)-18-84)
ステップ 5.4.2.1.1.3
分配則を当てはめます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(40-38+40(-λ)-λ-38-λ(-λ)-18-84)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(40-38+40(-λ)-λ-38-λ(-λ)-18-84)
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
40-38をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520+40(-λ)-λ-38-λ(-λ)-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.1.2
-140をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ-λ-38-λ(-λ)-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.1.3
-38-1をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ-λ(-λ)-18-84)
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)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ-1-1λλ-18-84)
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)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ-1-1(λλ)-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.1.5.2
λλをかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ-1-1λ2-18-84)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ-1-1λ2-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.1.6
-1-1をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ+1λ2-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.1.7
λ21をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ+λ2-18-84)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-40λ+38λ+λ2-18-84)
ステップ 5.4.2.1.2.2
-40λ38λをたし算します。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-2λ+λ2-18-84)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-2λ+λ2-18-84)
ステップ 5.4.2.1.3
-18-84をかけます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-2λ+λ2+1512)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-1520-2λ+λ2+1512)
ステップ 5.4.2.2
-15201512をたし算します。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(-2λ+λ2-8)
ステップ 5.4.2.3
-2λλ2を並べ替えます。
p(λ)=0+0+(-2-λ)(λ2-2λ-8)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(λ2-2λ-8)
p(λ)=0+0+(-2-λ)(λ2-2λ-8)
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
0+0+(-2-λ)(λ2-2λ-8)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 5.5.1.1
00をたし算します。
p(λ)=0+(-2-λ)(λ2-2λ-8)
ステップ 5.5.1.2
0(-2-λ)(λ2-2λ-8)をたし算します。
p(λ)=(-2-λ)(λ2-2λ-8)
p(λ)=(-2-λ)(λ2-2λ-8)
ステップ 5.5.2
1番目の式の各項に2番目の式の各項を掛け、(-2-λ)(λ2-2λ-8)を展開します。
p(λ)=-2λ2-2(-2λ)-2-8-λλ2-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3
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 5.5.3.1
-2-2をかけます。
p(λ)=-2λ2+4λ-2-8-λλ2-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.2
-2-8をかけます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λλ2-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.3
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 5.5.3.3.1
λ2を移動させます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-(λ2λ)-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.3.2
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 5.5.3.3.2.1
λ1乗します。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-(λ2λ1)-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.3.2.2
べき乗則aman=am+nを利用して指数を組み合わせます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ2+1-λ(-2λ)-λ-8
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ2+1-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.3.3
21をたし算します。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-λ(-2λ)-λ-8
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-λ(-2λ)-λ-8
ステップ 5.5.3.4
積の可換性を利用して書き換えます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-1-2λλ-λ-8
ステップ 5.5.3.5
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 5.5.3.5.1
λを移動させます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-1-2(λλ)-λ-8
ステップ 5.5.3.5.2
λλをかけます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-1-2λ2-λ-8
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3-1-2λ2-λ-8
ステップ 5.5.3.6
-1-2をかけます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3+2λ2-λ-8
ステップ 5.5.3.7
-8-1をかけます。
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3+2λ2+8λ
p(λ)=-2λ2+4λ+16-λ3+2λ2+8λ
ステップ 5.5.4
-2λ2+4λ+16-λ3+2λ2+8λ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 5.5.4.1
-2λ22λ2をたし算します。
p(λ)=4λ+16-λ3+0+8λ
ステップ 5.5.4.2
4λ+16-λ30をたし算します。
p(λ)=4λ+16-λ3+8λ
p(λ)=4λ+16-λ3+8λ
ステップ 5.5.5
4λ8λをたし算します。
p(λ)=12λ+16-λ3
ステップ 5.5.6
16を移動させます。
p(λ)=12λ-λ3+16
ステップ 5.5.7
12λ-λ3を並べ替えます。
p(λ)=-λ3+12λ+16
p(λ)=-λ3+12λ+16
p(λ)=-λ3+12λ+16
 [x2  12  π  xdx ]