예제
[6825]
단계 1
단계 1.1
특성방정식 p(λ) 를 구하기 위하여 공식을 세웁니다.
p(λ)=행렬식(A-λI2)
단계 1.2
크기가 2인 단위행렬은 주대각선이 1이고 나머지는 0인 2×2 정방행렬입니다.
[1001]
단계 1.3
알고 있는 값을 p(λ)=행렬식(A-λI2) 에 대입합니다.
단계 1.3.1
A에 [6825]를 대입합니다.
p(λ)=행렬식([6825]-λI2)
단계 1.3.2
I2에 [1001]를 대입합니다.
p(λ)=행렬식([6825]-λ[1001])
p(λ)=행렬식([6825]-λ[1001])
단계 1.4
간단히 합니다.
단계 1.4.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 1.4.1.1
행렬의 각 원소에 -λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 1.4.1.2
행렬의 각 원소를 간단히 합니다.
단계 1.4.1.2.1
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 1.4.1.2.2
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 1.4.1.2.2.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅1])
단계 1.4.1.2.2.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅1])
단계 1.4.1.2.3
-λ⋅0 을 곱합니다.
단계 1.4.1.2.3.1
0에 -1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00λ-λ⋅1])
단계 1.4.1.2.3.2
0에 λ을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00-λ⋅1])
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00-λ⋅1])
단계 1.4.1.2.4
-1에 1을 곱합니다.
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00-λ])
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00-λ])
p(λ)=행렬식([6825]+[-λ00-λ])
단계 1.4.2
해당하는 원소를 더합니다.
p(λ)=행렬식[6-λ8+02+05-λ]
단계 1.4.3
Simplify each element.
단계 1.4.3.1
8를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[6-λ82+05-λ]
단계 1.4.3.2
2를 0에 더합니다.
p(λ)=행렬식[6-λ825-λ]
p(λ)=행렬식[6-λ825-λ]
p(λ)=행렬식[6-λ825-λ]
단계 1.5
Find the determinant.
단계 1.5.1
2×2 행렬의 행렬식은 |abcd|=ad-cb 공식을 이용해 계산합니다.
p(λ)=(6-λ)(5-λ)-2⋅8
단계 1.5.2
행렬식을 간단히 합니다.
단계 1.5.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 1.5.2.1.1
FOIL 계산법을 이용하여 (6-λ)(5-λ) 를 전개합니다.
단계 1.5.2.1.1.1
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=6(5-λ)-λ(5-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.1.2
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=6⋅5+6(-λ)-λ(5-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.1.3
분배 법칙을 적용합니다.
p(λ)=6⋅5+6(-λ)-λ⋅5-λ(-λ)-2⋅8
p(λ)=6⋅5+6(-λ)-λ⋅5-λ(-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.2
동류항끼리 묶고 식을 간단히 합니다.
단계 1.5.2.1.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 1.5.2.1.2.1.1
6에 5을 곱합니다.
p(λ)=30+6(-λ)-λ⋅5-λ(-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.2
-1에 6을 곱합니다.
p(λ)=30-6λ-λ⋅5-λ(-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.3
5에 -1을 곱합니다.
p(λ)=30-6λ-5λ-λ(-λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.4
곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.
p(λ)=30-6λ-5λ-1⋅-1λ⋅λ-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.5
지수를 더하여 λ에 λ을 곱합니다.
단계 1.5.2.1.2.1.5.1
λ를 옮깁니다.
p(λ)=30-6λ-5λ-1⋅-1(λ⋅λ)-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.5.2
λ에 λ을 곱합니다.
p(λ)=30-6λ-5λ-1⋅-1λ2-2⋅8
p(λ)=30-6λ-5λ-1⋅-1λ2-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.6
-1에 -1을 곱합니다.
p(λ)=30-6λ-5λ+1λ2-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.1.7
λ2에 1을 곱합니다.
p(λ)=30-6λ-5λ+λ2-2⋅8
p(λ)=30-6λ-5λ+λ2-2⋅8
단계 1.5.2.1.2.2
-6λ에서 5λ을 뺍니다.
p(λ)=30-11λ+λ2-2⋅8
p(λ)=30-11λ+λ2-2⋅8
단계 1.5.2.1.3
-2에 8을 곱합니다.
p(λ)=30-11λ+λ2-16
p(λ)=30-11λ+λ2-16
단계 1.5.2.2
30에서 16을 뺍니다.
p(λ)=-11λ+λ2+14
단계 1.5.2.3
-11λ와 λ2을 다시 정렬합니다.
p(λ)=λ2-11λ+14
p(λ)=λ2-11λ+14
p(λ)=λ2-11λ+14
단계 1.6
특성다항식이 0 이 되도록 하여 고유값 λ 를 구합니다.
λ2-11λ+14=0
단계 1.7
λ에 대해 풉니다.
단계 1.7.1
근의 공식을 이용해 방정식의 해를 구합니다.
-b±√b2-4(ac)2a
단계 1.7.2
이차함수의 근의 공식에 a=1, b=-11, c=14을 대입하여 λ를 구합니다.
11±√(-11)2-4⋅(1⋅14)2⋅1
단계 1.7.3
간단히 합니다.
단계 1.7.3.1
분자를 간단히 합니다.
단계 1.7.3.1.1
-11를 2승 합니다.
λ=11±√121-4⋅1⋅142⋅1
단계 1.7.3.1.2
-4⋅1⋅14 을 곱합니다.
단계 1.7.3.1.2.1
-4에 1을 곱합니다.
λ=11±√121-4⋅142⋅1
단계 1.7.3.1.2.2
-4에 14을 곱합니다.
λ=11±√121-562⋅1
λ=11±√121-562⋅1
단계 1.7.3.1.3
121에서 56을 뺍니다.
λ=11±√652⋅1
λ=11±√652⋅1
단계 1.7.3.2
2에 1을 곱합니다.
λ=11±√652
λ=11±√652
단계 1.7.4
두 해를 모두 조합하면 최종 답이 됩니다.
λ=11+√652,11-√652
λ=11+√652,11-√652
λ=11+√652,11-√652
단계 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.
εA=N(A-λI2)
단계 3
단계 3.1
알고 있는 값을 공식에 대입합니다.
N([6825]-11+√652[1001])
단계 3.2
간단히 합니다.
단계 3.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 3.2.1.1
행렬의 각 원소에 -11+√652을 곱합니다.
[6825]+[-11+√652⋅1-11+√652⋅0-11+√652⋅0-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2
행렬의 각 원소를 간단히 합니다.
단계 3.2.1.2.1
-1에 1을 곱합니다.
[6825]+[-11+√652-11+√652⋅0-11+√652⋅0-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2.2
-11+√652⋅0 을 곱합니다.
단계 3.2.1.2.2.1
0에 -1을 곱합니다.
[6825]+[-11+√652011+√652-11+√652⋅0-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2.2.2
0에 11+√652을 곱합니다.
[6825]+[-11+√6520-11+√652⋅0-11+√652⋅1]
[6825]+[-11+√6520-11+√652⋅0-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2.3
-11+√652⋅0 을 곱합니다.
단계 3.2.1.2.3.1
0에 -1을 곱합니다.
[6825]+[-11+√6520011+√652-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2.3.2
0에 11+√652을 곱합니다.
[6825]+[-11+√65200-11+√652⋅1]
[6825]+[-11+√65200-11+√652⋅1]
단계 3.2.1.2.4
-1에 1을 곱합니다.
[6825]+[-11+√65200-11+√652]
[6825]+[-11+√65200-11+√652]
[6825]+[-11+√65200-11+√652]
단계 3.2.2
해당하는 원소를 더합니다.
[6-11+√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3
Simplify each element.
단계 3.2.3.1
공통 분모를 가지는 분수로 6을 표현하기 위해 22을 곱합니다.
[6⋅22-11+√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.2
6와 22을 묶습니다.
[6⋅22-11+√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.3
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
[6⋅2-(11+√65)28+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.4
분자를 간단히 합니다.
단계 3.2.3.4.1
6에 2을 곱합니다.
[12-(11+√65)28+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.4.2
분배 법칙을 적용합니다.
[12-1⋅11-√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.4.3
-1에 11을 곱합니다.
[12-11-√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.4.4
12에서 11을 뺍니다.
[1-√6528+02+05-11+√652]
[1-√6528+02+05-11+√652]
단계 3.2.3.5
8를 0에 더합니다.
[1-√65282+05-11+√652]
단계 3.2.3.6
2를 0에 더합니다.
[1-√652825-11+√652]
단계 3.2.3.7
공통 분모를 가지는 분수로 5을 표현하기 위해 22을 곱합니다.
[1-√652825⋅22-11+√652]
단계 3.2.3.8
5와 22을 묶습니다.
[1-√652825⋅22-11+√652]
단계 3.2.3.9
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
[1-√652825⋅2-(11+√65)2]
단계 3.2.3.10
분자를 간단히 합니다.
단계 3.2.3.10.1
5에 2을 곱합니다.
[1-√6528210-(11+√65)2]
단계 3.2.3.10.2
분배 법칙을 적용합니다.
[1-√6528210-1⋅11-√652]
단계 3.2.3.10.3
-1에 11을 곱합니다.
[1-√6528210-11-√652]
단계 3.2.3.10.4
10에서 11을 뺍니다.
[1-√65282-1-√652]
[1-√65282-1-√652]
단계 3.2.3.11
-1을 -1(1)로 바꿔 씁니다.
[1-√65282-1(1)-√652]
단계 3.2.3.12
-√65에서 -1를 인수분해합니다.
[1-√65282-1(1)-(√65)2]
단계 3.2.3.13
-1(1)-(√65)에서 -1를 인수분해합니다.
[1-√65282-1(1+√65)2]
단계 3.2.3.14
마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.
[1-√65282-1+√652]
[1-√65282-1+√652]
[1-√65282-1+√652]
단계 3.3
Find the null space when λ=11+√652.
단계 3.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[1-√652802-1+√6520]
단계 3.3.2
기약 행 사다리꼴을 구합니다.
단계 3.3.2.1
Multiply each element of R1 by 21-√65 to make the entry at 1,1 a 1.
단계 3.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by 21-√65 to make the entry at 1,1 a 1.
[21-√65⋅1-√65221-√65⋅821-√65⋅02-1+√6520]
단계 3.3.2.1.2
R1을 간단히 합니다.
[1-1+√65402-1+√6520]
[1-1+√65402-1+√6520]
단계 3.3.2.2
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
단계 3.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-1+√65402-2⋅1-1+√652-2(-1+√654)0-2⋅0]
단계 3.3.2.2.2
R2을 간단히 합니다.
[1-1+√6540000]
[1-1+√6540000]
[1-1+√6540000]
단계 3.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x-1+√654y=0
0=0
단계 3.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[y4+y√654y]
단계 3.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[14+√6541]
단계 3.3.6
Write as a solution set.
{y[14+√6541]|y∈R}
단계 3.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[14+√6541]}
{[14+√6541]}
{[14+√6541]}
단계 4
단계 4.1
알고 있는 값을 공식에 대입합니다.
N([6825]-11-√652[1001])
단계 4.2
간단히 합니다.
단계 4.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 4.2.1.1
행렬의 각 원소에 -11-√652을 곱합니다.
[6825]+[-11-√652⋅1-11-√652⋅0-11-√652⋅0-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2
행렬의 각 원소를 간단히 합니다.
단계 4.2.1.2.1
-1에 1을 곱합니다.
[6825]+[-11-√652-11-√652⋅0-11-√652⋅0-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2.2
-11-√652⋅0 을 곱합니다.
단계 4.2.1.2.2.1
0에 -1을 곱합니다.
[6825]+[-11-√652011-√652-11-√652⋅0-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2.2.2
0에 11-√652을 곱합니다.
[6825]+[-11-√6520-11-√652⋅0-11-√652⋅1]
[6825]+[-11-√6520-11-√652⋅0-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2.3
-11-√652⋅0 을 곱합니다.
단계 4.2.1.2.3.1
0에 -1을 곱합니다.
[6825]+[-11-√6520011-√652-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2.3.2
0에 11-√652을 곱합니다.
[6825]+[-11-√65200-11-√652⋅1]
[6825]+[-11-√65200-11-√652⋅1]
단계 4.2.1.2.4
-1에 1을 곱합니다.
[6825]+[-11-√65200-11-√652]
[6825]+[-11-√65200-11-√652]
[6825]+[-11-√65200-11-√652]
단계 4.2.2
해당하는 원소를 더합니다.
[6-11-√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3
Simplify each element.
단계 4.2.3.1
공통 분모를 가지는 분수로 6을 표현하기 위해 22을 곱합니다.
[6⋅22-11-√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.2
6와 22을 묶습니다.
[6⋅22-11-√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.3
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
[6⋅2-(11-√65)28+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4
분자를 간단히 합니다.
단계 4.2.3.4.1
6에 2을 곱합니다.
[12-(11-√65)28+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4.2
분배 법칙을 적용합니다.
[12-1⋅11--√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4.3
-1에 11을 곱합니다.
[12-11--√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4.4
--√65 을 곱합니다.
단계 4.2.3.4.4.1
-1에 -1을 곱합니다.
[12-11+1√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4.4.2
√65에 1을 곱합니다.
[12-11+√6528+02+05-11-√652]
[12-11+√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.4.5
12에서 11을 뺍니다.
[1+√6528+02+05-11-√652]
[1+√6528+02+05-11-√652]
단계 4.2.3.5
8를 0에 더합니다.
[1+√65282+05-11-√652]
단계 4.2.3.6
2를 0에 더합니다.
[1+√652825-11-√652]
단계 4.2.3.7
공통 분모를 가지는 분수로 5을 표현하기 위해 22을 곱합니다.
[1+√652825⋅22-11-√652]
단계 4.2.3.8
5와 22을 묶습니다.
[1+√652825⋅22-11-√652]
단계 4.2.3.9
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
[1+√652825⋅2-(11-√65)2]
단계 4.2.3.10
분자를 간단히 합니다.
단계 4.2.3.10.1
5에 2을 곱합니다.
[1+√6528210-(11-√65)2]
단계 4.2.3.10.2
분배 법칙을 적용합니다.
[1+√6528210-1⋅11--√652]
단계 4.2.3.10.3
-1에 11을 곱합니다.
[1+√6528210-11--√652]
단계 4.2.3.10.4
--√65 을 곱합니다.
단계 4.2.3.10.4.1
-1에 -1을 곱합니다.
[1+√6528210-11+1√652]
단계 4.2.3.10.4.2
√65에 1을 곱합니다.
[1+√6528210-11+√652]
[1+√6528210-11+√652]
단계 4.2.3.10.5
10에서 11을 뺍니다.
[1+√65282-1+√652]
[1+√65282-1+√652]
단계 4.2.3.11
-1을 -1(1)로 바꿔 씁니다.
[1+√65282-1(1)+√652]
단계 4.2.3.12
√65에서 -1를 인수분해합니다.
[1+√65282-1(1)-1(-√65)2]
단계 4.2.3.13
-1(1)-1(-√65)에서 -1를 인수분해합니다.
[1+√65282-1(1-√65)2]
단계 4.2.3.14
마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.
[1+√65282-1-√652]
[1+√65282-1-√652]
[1+√65282-1-√652]
단계 4.3
Find the null space when λ=11-√652.
단계 4.3.1
Write as an augmented matrix for Ax=0.
[1+√652802-1-√6520]
단계 4.3.2
기약 행 사다리꼴을 구합니다.
단계 4.3.2.1
Multiply each element of R1 by 21+√65 to make the entry at 1,1 a 1.
단계 4.3.2.1.1
Multiply each element of R1 by 21+√65 to make the entry at 1,1 a 1.
[21+√65⋅1+√65221+√65⋅821+√65⋅02-1-√6520]
단계 4.3.2.1.2
R1을 간단히 합니다.
[1-1-√65402-1-√6520]
[1-1-√65402-1-√6520]
단계 4.3.2.2
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
단계 4.3.2.2.1
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-1-√65402-2⋅1-1-√652-2(-1-√654)0-2⋅0]
단계 4.3.2.2.2
R2을 간단히 합니다.
[1-1-√6540000]
[1-1-√6540000]
[1-1-√6540000]
단계 4.3.3
Use the result matrix to declare the final solution to the system of equations.
x-1-√654y=0
0=0
단계 4.3.4
Write a solution vector by solving in terms of the free variables in each row.
[xy]=[y4-y√654y]
단계 4.3.5
Write the solution as a linear combination of vectors.
[xy]=y[14-√6541]
단계 4.3.6
Write as a solution set.
{y[14-√6541]|y∈R}
단계 4.3.7
The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.
{[14-√6541]}
{[14-√6541]}
{[14-√6541]}
단계 5
The eigenspace of A is the list of the vector space for each eigenvalue.
{[14+√6541],[14-√6541]}