Álgebra Exemplos

[\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}]

$[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]$

Etapa 1

Estabeleça a fórmula para encontrar a equação característica

p (λ)

$p (λ)$ .

p (λ) = determinante (A - λ I_{2})

$p (λ) = determinante (A - λ I_{2})$

Etapa 2

A matriz identidade ou matriz unitária de tamanho

2

$2$ é a matriz quadrada

2 \times 2

$2 \times 2$ com números "um" na diagonal principal e zeros nos outros lugares.

[\begin{matrix} 1 & 0 0 & 1 \end{matrix}]

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

Etapa 3

Substitua os valores conhecidos em

p (λ) = determinante (A - λ I_{2})

$p (λ) = determinante (A - λ I_{2})$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Substitua

[\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}]

$[\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}]$ por

A

$A$ .

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] - λ I_{2})

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ I_{2})$

Etapa 3.2

Substitua

[\begin{matrix} 1 & 0 0 & 1 \end{matrix}]

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

I_{2}

$I_{2}$ .

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] - λ [\begin{matrix} 1 & 0 0 & 1 \end{matrix}])

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] - λ [\begin{matrix} 1 & 0 0 & 1 \end{matrix}])

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Etapa 4

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.1

Multiplique

- λ

$- λ$ por cada elemento da matriz.

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] + [\begin{matrix} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{matrix}])

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2

Simplifique cada elemento da matriz.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1

Multiplique

- 1

$- 1$ por

1

$1$ .

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] + [\begin{matrix} - λ & - λ \cdot 0 - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{matrix}])

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2.2

Multiplique

- λ \cdot 0

$- λ \cdot 0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.2.1

Multiplique

0

$0$ por

- 1

$- 1$ .

p (λ) = determinante ([\begin{matrix} 3 & 2 4 & 6 \end{matrix}] + [\begin{matrix} - λ & 0 λ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{matrix}])

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2.2.2

Multiplique

$0$ por

$λ$ .

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2.3

Multiplique

$- λ \cdot 0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.3.1

Multiplique

$0$ por

$- 1$ .

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2.3.2

Multiplique

$0$ por

$λ$ .

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Etapa 4.1.2.4

Multiplique

$- 1$ por

$1$ .

$p (λ) = determinante ([\begin{array}{c} 3 & 2 \\ 4 & 6 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

Etapa 4.2

Adicione os elementos correspondentes.

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 + 0 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]$

Etapa 4.3

Simplify each element.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1

Some

$2$ e

$0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 + 0 & 6 - λ \end{array}]$

Etapa 4.3.2

Some

$4$ e

$0$ .

$p (λ) = determinante [\begin{array}{c} 3 - λ & 2 \\ 4 & 6 - λ \end{array}]$

Etapa 5

Find the determinant.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.1

O determinante de uma matriz

$2 \times 2$ pode ser encontrado ao usar a fórmula

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$p (λ) = (3 - λ) (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2

Simplifique o determinante.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1.1

Expanda

$(3 - λ) (6 - λ)$ usando o método FOIL.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1.1.1

Aplique a propriedade distributiva.

$p (λ) = 3 (6 - λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.1.2

Aplique a propriedade distributiva.

$p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ (6 - λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

$p (λ) = 3 \cdot 6 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2

Simplifique e combine termos semelhantes.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1.2.1.1

Multiplique

$3$ por

$6$ .

$p (λ) = 18 + 3 (- λ) - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.2

Multiplique

$- 1$ por

$3$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - λ \cdot 6 - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.3

Multiplique

$6$ por

$- 1$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - λ (- λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.4

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.5

Multiplique

$λ$ por

$λ$ somando os expoentes.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1.2.1.5.1

Mova

$λ$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.5.2

Multiplique

$λ$ por

$λ$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.6

Multiplique

$- 1$ por

$- 1$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + 1 λ^{2} - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.1.7

Multiplique

$λ^{2}$ por

$1$ .

$p (λ) = 18 - 3 λ - 6 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.2.2

Subtraia

$6 λ$ de

$- 3 λ$ .

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 4 \cdot 2$

Etapa 5.2.1.3

Multiplique

$- 4$ por

$2$ .

$p (λ) = 18 - 9 λ + λ^{2} - 8$

Etapa 5.2.2

Subtraia

$8$ de

$18$ .

$p (λ) = - 9 λ + λ^{2} + 10$

Etapa 5.2.3

Reordene

$- 9 λ$ e

$λ^{2}$ .

$p (λ) = λ^{2} - 9 λ + 10$

Etapa 6

Defina o polinômio característico como igual a

$0$ para encontrar os autovalores

$λ$ .

$λ^{2} - 9 λ + 10 = 0$

Etapa 7

Resolva

$λ$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.1

Use a fórmula quadrática para encontrar as soluções.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Etapa 7.2

Substitua os valores

$a = 1$ ,

$b = - 9$ e

$c = 10$ na fórmula quadrática e resolva

$λ$ .

$\frac{9 \pm \sqrt{{(- 9)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot 10)}}{2 \cdot 1}$

Etapa 7.3

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.3.1

Simplifique o numerador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.3.1.1

Eleve

$- 9$ à potência de

$2$ .

$λ = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 4 \cdot 1 \cdot 10}}{2 \cdot 1}$

Etapa 7.3.1.2

Multiplique

$- 4 \cdot 1 \cdot 10$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.3.1.2.1

Multiplique

$- 4$ por

$1$ .

$λ = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 4 \cdot 10}}{2 \cdot 1}$

Etapa 7.3.1.2.2

Multiplique

$- 4$ por

$10$ .

$λ = \frac{9 \pm \sqrt{81 - 40}}{2 \cdot 1}$

Etapa 7.3.1.3

Subtraia

$40$ de

$81$ .

$λ = \frac{9 \pm \sqrt{41}}{2 \cdot 1}$

Etapa 7.3.2

Multiplique

$2$ por

$1$ .

$λ = \frac{9 \pm \sqrt{41}}{2}$

Etapa 7.4

A resposta final é a combinação das duas soluções.

$λ = \frac{9 + \sqrt{41}}{2}, \frac{9 - \sqrt{41}}{2}$

Etapa 8

O resultado pode ser mostrado de várias formas.

Forma exata:

$λ = \frac{9 + \sqrt{41}}{2}, \frac{9 - \sqrt{41}}{2}$

Forma decimal:

$λ = 7.70156211 \dots, 1.29843788 \dots$

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