예제
[221100021]⎡⎢⎣221100021⎤⎥⎦
단계 1
특성방정식 p(λ)p(λ) 를 구하기 위하여 공식을 세웁니다.
p(λ)=행렬식(A-λI3)
단계 2
크기가 3인 단위행렬은 주대각선이 1이고 나머지는 0인 3×3 정방행렬입니다.
[100010001]
단계 3
단계 3.1
A에 [221100021]를 대입합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]-λI3)
단계 3.2
I3에 [100010001]를 대입합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]-λ[100010001])
p(λ)=행렬식([221100021]-λ[100010001])
단계 4
단계 4.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 4.1.1
행렬의 각 원소에 -λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2
행렬의 각 원소를 간단히 합니다.
단계 4.1.2.1
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.2
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.2.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.2.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.3
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.3.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.3.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.4
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.4.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.4.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.5
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.6
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.6.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.6.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.7
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.7.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.7.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
단계 4.1.2.8
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 4.1.2.8.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
단계 4.1.2.8.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
단계 4.1.2.9
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=행렬식([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
단계 4.2
해당하는 원소를 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ2+01+01+00-λ0+00+02+01-λ]
단계 4.3
Simplify each element.
단계 4.3.1
2를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ21+01+00-λ0+00+02+01-λ]
단계 4.3.2
1를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ211+00-λ0+00+02+01-λ]
단계 4.3.3
1를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ2110-λ0+00+02+01-λ]
단계 4.3.4
0에서 λ을 뺍니다.
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ0+00+02+01-λ]
단계 4.3.5
0를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ00+02+01-λ]
단계 4.3.6
0를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ002+01-λ]
단계 4.3.7
2를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ0021-λ]
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ0021-λ]
p(λ)=행렬식[2-λ211-λ0021-λ]
단계 5
단계 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 1 by its cofactor and add.
단계 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
단계 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
단계 5.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|-λ021-λ|
단계 5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(2-λ)|-λ021-λ|
단계 5.1.5
The minor for a21 is the determinant with row 2 and column 1 deleted.
|2121-λ|
단계 5.1.6
Multiply element a21 by its cofactor.
-1|2121-λ|
단계 5.1.7
The minor for a31 is the determinant with row 3 and column 1 deleted.
|21-λ0|
단계 5.1.8
Multiply element a31 by its cofactor.
0|21-λ0|
단계 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|
단계 5.2
0에 |21-λ0|을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0
단계 5.3
|-λ021-λ|의 값을 구합니다.
단계 5.3.1
2×2 행렬의 행렬식은 |abcd|=ad-cb 공식을 이용해 계산합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ(1-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2
행렬식을 간단히 합니다.
단계 5.3.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 5.3.2.1.1
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ⋅1-λ(-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.2
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ-λ(-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.3
곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ⋅λ-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.4
각 항을 간단히 합니다.
단계 5.3.2.1.4.1
지수를 더하여 λ에 λ을 곱합니다.
단계 5.3.2.1.4.1.1
λ를 옮깁니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1(λ⋅λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.4.1.2
λ에 λ을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.4.2
-1에 -1을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ+1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.4.3
λ2에 1을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.1.5
-2에 0을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.2
-λ+λ2를 0에 더합니다.
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2)-1|2121-λ|+0
단계 5.3.2.3
-λ와 λ2을 다시 정렬합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
단계 5.4
|2121-λ|의 값을 구합니다.
단계 5.4.1
2×2 행렬의 행렬식은 |abcd|=ad-cb 공식을 이용해 계산합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2(1-λ)-2⋅1)+0
단계 5.4.2
행렬식을 간단히 합니다.
단계 5.4.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 5.4.2.1.1
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2⋅1+2(-λ)-2⋅1)+0
단계 5.4.2.1.2
2에 1을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2+2(-λ)-2⋅1)+0
단계 5.4.2.1.3
-1에 2을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2⋅1)+0
단계 5.4.2.1.4
-2에 1을 곱합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0
단계 5.4.2.2
2-2λ-2의 반대 항을 묶습니다.
단계 5.4.2.2.1
2에서 2을 뺍니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ+0)+0
단계 5.4.2.2.2
-2λ를 0에 더합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
단계 5.5
행렬식을 간단히 합니다.
단계 5.5.1
(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)를 0에 더합니다.
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2
각 항을 간단히 합니다.
단계 5.5.2.1
FOIL 계산법을 이용하여 (2-λ)(λ2-λ) 를 전개합니다.
단계 5.5.2.1.1
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=2(λ2-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.1.2
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.1.3
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2
동류항끼리 묶고 식을 간단히 합니다.
단계 5.5.2.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 5.5.2.2.1.1
-1에 2을 곱합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.2
지수를 더하여 λ에 λ2을 곱합니다.
단계 5.5.2.2.1.2.1
λ2를 옮깁니다.
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ)-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.2.2
λ2에 λ을 곱합니다.
단계 5.5.2.2.1.2.2.1
λ를 1승 합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ1)-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.2.2.2
지수 법칙 aman=am+n 을 이용하여 지수를 합칩니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.2.3
2를 1에 더합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.3
곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ⋅λ-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.4
지수를 더하여 λ에 λ을 곱합니다.
단계 5.5.2.2.1.4.1
λ를 옮깁니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1(λ⋅λ)-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.4.2
λ에 λ을 곱합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ2-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.5
-1에 -1을 곱합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+1λ2-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.1.6
λ2에 1을 곱합니다.
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
단계 5.5.2.2.2
2λ2를 λ2에 더합니다.
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
단계 5.5.2.3
-2에 -1을 곱합니다.
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
단계 5.5.3
3λ2-2λ-λ3+2λ의 반대 항을 묶습니다.
단계 5.5.3.1
-2λ를 2λ에 더합니다.
p(λ)=3λ2-λ3+0
단계 5.5.3.2
3λ2-λ3를 0에 더합니다.
p(λ)=3λ2-λ3
p(λ)=3λ2-λ3
단계 5.5.4
3λ2와 -λ3을 다시 정렬합니다.
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
단계 6
특성다항식이 0 이 되도록 하여 고유값 λ 를 구합니다.
-λ3+3λ2=0
단계 7
단계 7.1
-λ3+3λ2에서 -λ2를 인수분해합니다.
단계 7.1.1
-λ3에서 -λ2를 인수분해합니다.
-λ2λ+3λ2=0
단계 7.1.2
3λ2에서 -λ2를 인수분해합니다.
-λ2λ-λ2⋅-3=0
단계 7.1.3
-λ2(λ)-λ2(-3)에서 -λ2를 인수분해합니다.
-λ2(λ-3)=0
-λ2(λ-3)=0
단계 7.2
방정식 좌변의 한 인수가 0 이면 전체 식은 0 이 됩니다.
λ2=0
λ-3=0
단계 7.3
λ2 이 0 가 되도록 하고 λ 에 대해 식을 풉니다.
단계 7.3.1
λ2를 0와 같다고 둡니다.
λ2=0
단계 7.3.2
λ2=0을 λ에 대해 풉니다.
단계 7.3.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
λ=±√0
단계 7.3.2.2
±√0을 간단히 합니다.
단계 7.3.2.2.1
0을 02로 바꿔 씁니다.
λ=±√02
단계 7.3.2.2.2
양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.
λ=±0
단계 7.3.2.2.3
플러스 마이너스 0은 0 입니다.
λ=0
λ=0
λ=0
λ=0
단계 7.4
λ-3 이 0 가 되도록 하고 λ 에 대해 식을 풉니다.
단계 7.4.1
λ-3를 0와 같다고 둡니다.
λ-3=0
단계 7.4.2
방정식의 양변에 3를 더합니다.
λ=3
λ=3
단계 7.5
-λ2(λ-3)=0을 참으로 만드는 모든 값이 최종 해가 됩니다.
λ=0,3
λ=0,3