Линейная алгебра Примеры

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}]$

Этап 1

Найдем собственные значения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Запишем формулу для построения характеристического уравнения $p (λ)$ .

$p (λ) = определитель (A - λ I_{3})$

Этап 1.2

Единичная матрица размера $3$ представляет собой квадратную матрицу $3 \times 3$ с единицами на главной диагонали и нулями на остальных местах.

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

Этап 1.3

Подставим известное значение в $p (λ) = определитель (A - λ I_{3})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Подставим $[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}]$ вместо $A$ .

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

Этап 1.3.2

Подставим $[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}]$ вместо $I_{3}$ .

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

Этап 1.4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.1

Умножим $- λ$ на каждый элемент матрицы.

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

Этап 1.4.1.2

Упростим каждый элемент матрицы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.1

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 1.4.1.2.2

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.2.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.2.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.3

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.3.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.3.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.4

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.4.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.4.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.5

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 1.4.1.2.6

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.6.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.6.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.7

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.7.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.7.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.8

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1.2.8.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

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

Этап 1.4.1.2.8.2

Умножим $0$ на $λ$ .

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

Этап 1.4.1.2.9

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 1.4.2

Сложим соответствующие элементы.

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

Этап 1.4.3

Simplify each element.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.3.1

Добавим $3$ и $0$ .

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

Этап 1.4.3.2

Добавим $0$ и $0$ .

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

Этап 1.4.3.3

Добавим $3$ и $0$ .

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

Этап 1.4.3.4

Вычтем $λ$ из $0$ .

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

Этап 1.4.3.5

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 1.4.3.6

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 1.4.3.7

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 1.5

Find the determinant.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 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.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

Этап 1.5.1.2

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

Этап 1.5.1.3

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

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

Этап 1.5.1.4

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

$(- 2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} |$

Этап 1.5.1.5

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

$| \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} |$

Этап 1.5.1.6

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

$- 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} |$

Этап 1.5.1.7

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

$| \begin{array}{c} 3 & - λ \\ 1 & 1 \end{array} |$

Этап 1.5.1.8

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

$0 | \begin{array}{c} 3 & - λ \\ 1 & 1 \end{array} |$

Этап 1.5.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = (- 2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0 | \begin{array}{c} 3 & - λ \\ 1 & 1 \end{array} |$

Этап 1.5.2

Умножим $0$ на $| \begin{array}{c} 3 & - λ \\ 1 & 1 \end{array} |$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) | \begin{array}{c} - λ & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3

Найдем значение $| \begin{array}{c} - λ & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} |$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.1

Определитель матрицы $2 \times 2$ можно найти, используя формулу $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- λ (2 - λ) - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2

Упростим определитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.2.1.1

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = (- 2 - λ) (- λ \cdot 2 - λ (- λ) - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ - λ (- λ) - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.3

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.4

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.2.1.4.1

Умножим $λ$ на $λ$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.2.1.4.1.1

Перенесем $λ$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.4.1.2

Умножим $λ$ на $λ$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.4.2

Умножим $- 1$ на $- 1$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ + 1 λ^{2} - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.4.3

Умножим $λ^{2}$ на $1$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ + λ^{2} - 1 \cdot 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.1.5

Умножим $- 1$ на $1$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (- 2 λ + λ^{2} - 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.3.2.2

Изменим порядок $- 2 λ$ и $λ^{2}$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 | \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} | + 0$

Этап 1.5.4

Найдем значение $| \begin{array}{c} 3 & 1 \\ 1 & 2 - λ \end{array} |$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.1

Определитель матрицы $2 \times 2$ можно найти, используя формулу $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (3 (2 - λ) - 1 \cdot 1) + 0$

Этап 1.5.4.2

Упростим определитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.2.1.1

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (3 \cdot 2 + 3 (- λ) - 1 \cdot 1) + 0$

Этап 1.5.4.2.1.2

Умножим $3$ на $2$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (6 + 3 (- λ) - 1 \cdot 1) + 0$

Этап 1.5.4.2.1.3

Умножим $- 1$ на $3$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (6 - 3 λ - 1 \cdot 1) + 0$

Этап 1.5.4.2.1.4

Умножим $- 1$ на $1$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (6 - 3 λ - 1) + 0$

Этап 1.5.4.2.2

Вычтем $1$ из $6$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (- 3 λ + 5) + 0$

Этап 1.5.5

Упростим определитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.1

Добавим $(- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (- 3 λ + 5)$ и $0$ .

$p (λ) = (- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1) - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.1

Развернем $(- 2 - λ) (λ^{2} - 2 λ - 1)$ , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.

$p (λ) = - 2 λ^{2} - 2 (- 2 λ) - 2 \cdot - 1 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.2.1

Умножим $- 2$ на $- 2$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ - 2 \cdot - 1 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.2

Умножим $- 2$ на $- 1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.3

Умножим $λ$ на $λ^{2}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.2.3.1

Перенесем $λ^{2}$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - (λ^{2} λ) - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.3.2

Умножим $λ^{2}$ на $λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.2.3.2.1

Возведем $λ$ в степень $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.3.2.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{2 + 1} - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.3.3

Добавим $2$ и $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} - λ (- 2 λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.4

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} - 1 \cdot - 2 λ \cdot λ - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.5

Умножим $λ$ на $λ$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.2.5.1

Перенесем $λ$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} - 1 \cdot - 2 (λ \cdot λ) - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.5.2

Умножим $λ$ на $λ$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} - 1 \cdot - 2 λ^{2} - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.6

Умножим $- 1$ на $- 2$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} + 2 λ^{2} - λ \cdot - 1 - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.7

Умножим $- λ \cdot - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.2.7.1

Умножим $- 1$ на $- 1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} + 2 λ^{2} + 1 λ - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.2.7.2

Умножим $λ$ на $1$ .

$p (λ) = - 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} + 2 λ^{2} + λ - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.3

Объединим противоположные члены в $- 2 λ^{2} + 4 λ + 2 - λ^{3} + 2 λ^{2} + λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.5.2.3.1

Добавим $- 2 λ^{2}$ и $2 λ^{2}$ .

$p (λ) = 4 λ + 2 - λ^{3} + 0 + λ - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.3.2

Добавим $4 λ + 2 - λ^{3}$ и $0$ .

$p (λ) = 4 λ + 2 - λ^{3} + λ - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.4

Добавим $4 λ$ и $λ$ .

$p (λ) = 5 λ + 2 - λ^{3} - 3 (- 3 λ + 5)$

Этап 1.5.5.2.5

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = 5 λ + 2 - λ^{3} - 3 (- 3 λ) - 3 \cdot 5$

Этап 1.5.5.2.6

Умножим $- 3$ на $- 3$ .

$p (λ) = 5 λ + 2 - λ^{3} + 9 λ - 3 \cdot 5$

Этап 1.5.5.2.7

Умножим $- 3$ на $5$ .

$p (λ) = 5 λ + 2 - λ^{3} + 9 λ - 15$

Этап 1.5.5.3

Добавим $5 λ$ и $9 λ$ .

$p (λ) = 14 λ + 2 - λ^{3} - 15$

Этап 1.5.5.4

Вычтем $15$ из $2$ .

$p (λ) = 14 λ - λ^{3} - 13$

Этап 1.5.5.5

Изменим порядок $14 λ$ и $- λ^{3}$ .

$p (λ) = - λ^{3} + 14 λ - 13$

Этап 1.6

Примем характеристический многочлен равным $0$ , чтобы найти собственные значения $λ$ .

$- λ^{3} + 14 λ - 13 = 0$

Этап 1.7

Решим относительно $λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1

Разложим левую часть уравнения на множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.1

Вынесем множитель $- 1$ из $- λ^{3} + 14 λ - 13$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.1.1

Вынесем множитель $- 1$ из $- λ^{3}$ .

$- (λ^{3}) + 14 λ - 13 = 0$

Этап 1.7.1.1.2

Вынесем множитель $- 1$ из $14 λ$ .

$- (λ^{3}) - (- 14 λ) - 13 = 0$

Этап 1.7.1.1.3

Перепишем $- 13$ в виде $- 1 (13)$ .

$- (λ^{3}) - (- 14 λ) - 1 \cdot 13 = 0$

Этап 1.7.1.1.4

Вынесем множитель $- 1$ из $- (λ^{3}) - (- 14 λ)$ .

$- (λ^{3} - 14 λ) - 1 \cdot 13 = 0$

Этап 1.7.1.1.5

Вынесем множитель $- 1$ из $- (λ^{3} - 14 λ) - 1 (13)$ .

$- (λ^{3} - 14 λ + 13) = 0$

Этап 1.7.1.2

Разложим на множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.2.1

Разложим $λ^{3} - 14 λ + 13$ на множители, используя теорему о рациональных корнях.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.2.1.1

Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид $\frac{p}{q}$ , где $p$ — делитель константы, а $q$ — делитель старшего коэффициента.

$p = \pm 1, \pm 13$

$q = \pm 1$

Этап 1.7.1.2.1.2

Найдем все комбинации $\pm \frac{p}{q}$ . Это ― возможные корни многочлена.

$\pm 1, \pm 13$

Этап 1.7.1.2.1.3

Подставим $1$ и упростим выражение. В этом случае выражение равно $0$ , поэтому $1$ является корнем многочлена.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.2.1.3.1

Подставим $1$ в многочлен.

$1^{3} - 14 \cdot 1 + 13$

Этап 1.7.1.2.1.3.2

Возведем $1$ в степень $3$ .

$1 - 14 \cdot 1 + 13$

Этап 1.7.1.2.1.3.3

Умножим $- 14$ на $1$ .

$1 - 14 + 13$

Этап 1.7.1.2.1.3.4

Вычтем $14$ из $1$ .

$- 13 + 13$

Этап 1.7.1.2.1.3.5

Добавим $- 13$ и $13$ .

$0$

Этап 1.7.1.2.1.4

Поскольку $1$ — известный корень, разделим многочлен на $λ - 1$ , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.

$\frac{λ^{3} - 14 λ + 13}{λ - 1}$

Этап 1.7.1.2.1.5

Разделим $λ^{3} - 14 λ + 13$ на $λ - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1.2.1.5.1

Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением $0$ .

$λ$

$1$

$λ^{3}$

$0 λ^{2}$

$14 λ$

$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.2

Разделим член с максимальной степенью в делимом $λ^{3}$ на член с максимальной степенью в делителе $λ$ .

					$λ^{2}$
	$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.3

Умножим новое частное на делитель.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			+	$λ^{3}$	-	$λ^{2}$

Этап 1.7.1.2.1.5.4

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $λ^{3} - λ^{2}$ .

				$λ^{2}$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$

Этап 1.7.1.2.1.5.5

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$

Этап 1.7.1.2.1.5.6

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

				$λ^{2}$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$

Этап 1.7.1.2.1.5.7

Разделим член с максимальной степенью в делимом $λ^{2}$ на член с максимальной степенью в делителе $λ$ .

				$λ^{2}$	+	$λ$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$

Этап 1.7.1.2.1.5.8

Умножим новое частное на делитель.

				$λ^{2}$	+	$λ$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					+	$λ^{2}$	-	$λ$

Этап 1.7.1.2.1.5.9

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $λ^{2} - λ$ .

				$λ^{2}$	+	$λ$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$

Этап 1.7.1.2.1.5.10

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$λ^{2}$	+	$λ$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$

Этап 1.7.1.2.1.5.11

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

				$λ^{2}$	+	$λ$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$	+	$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.12

Разделим член с максимальной степенью в делимом $- 13 λ$ на член с максимальной степенью в делителе $λ$ .

				$λ^{2}$	+	$λ$	-	$13$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$	+	$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.13

Умножим новое частное на делитель.

				$λ^{2}$	+	$λ$	-	$13$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$	+	$13$
							-	$13 λ$	+	$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.14

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $- 13 λ + 13$ .

				$λ^{2}$	+	$λ$	-	$13$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$	+	$13$
							+	$13 λ$	-	$13$

Этап 1.7.1.2.1.5.15

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$λ^{2}$	+	$λ$	-	$13$
$λ$	-	$1$		$λ^{3}$	+	$0 λ^{2}$	-	$14 λ$	+	$13$
			-	$λ^{3}$	+	$λ^{2}$
					+	$λ^{2}$	-	$14 λ$
					-	$λ^{2}$	+	$λ$
							-	$13 λ$	+	$13$
							+	$13 λ$	-	$13$
										$0$

Этап 1.7.1.2.1.5.16

Поскольку остаток равен $0$ , окончательным ответом является частное.

$λ^{2} + λ - 13$

Этап 1.7.1.2.1.6

Запишем $λ^{3} - 14 λ + 13$ в виде набора множителей.

$- ((λ - 1) (λ^{2} + λ - 13)) = 0$

Этап 1.7.1.2.2

Избавимся от ненужных скобок.

$- (λ - 1) (λ^{2} + λ - 13) = 0$

Этап 1.7.2

Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен $0$ , все выражение равно $0$ .

$λ - 1 = 0$

$λ^{2} + λ - 13 = 0$

Этап 1.7.3

Приравняем $λ - 1$ к $0$ , затем решим относительно $λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.3.1

Приравняем $λ - 1$ к $0$ .

$λ - 1 = 0$

Этап 1.7.3.2

Добавим $1$ к обеим частям уравнения.

$λ = 1$

Этап 1.7.4

Приравняем $λ^{2} + λ - 13$ к $0$ , затем решим относительно $λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.1

Приравняем $λ^{2} + λ - 13$ к $0$ .

$λ^{2} + λ - 13 = 0$

Этап 1.7.4.2

Решим $λ^{2} + λ - 13 = 0$ относительно $λ$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.2.1

Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.

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

Этап 1.7.4.2.2

Подставим значения $a = 1$ , $b = 1$ и $c = - 13$ в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно $λ$ .

$\frac{- 1 \pm \sqrt{1^{2} - 4 \cdot (1 \cdot - 13)}}{2 \cdot 1}$

Этап 1.7.4.2.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.2.3.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.2.3.1.1

Единица в любой степени равна единице.

$λ = \frac{- 1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot - 13}}{2 \cdot 1}$

Этап 1.7.4.2.3.1.2

Умножим $- 4 \cdot 1 \cdot - 13$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.2.3.1.2.1

Умножим $- 4$ на $1$ .

$λ = \frac{- 1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot - 13}}{2 \cdot 1}$

Этап 1.7.4.2.3.1.2.2

Умножим $- 4$ на $- 13$ .

$λ = \frac{- 1 \pm \sqrt{1 + 52}}{2 \cdot 1}$

Этап 1.7.4.2.3.1.3

Добавим $1$ и $52$ .

$λ = \frac{- 1 \pm \sqrt{53}}{2 \cdot 1}$

Этап 1.7.4.2.3.2

Умножим $2$ на $1$ .

$λ = \frac{- 1 \pm \sqrt{53}}{2}$

Этап 1.7.4.2.4

Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.

$λ = - \frac{1 - \sqrt{53}}{2}, - \frac{1 + \sqrt{53}}{2}$

Этап 1.7.5

Окончательным решением являются все значения, при которых $- (λ - 1) (λ^{2} + λ - 13) = 0$ верно.

$λ = 1, - \frac{1 - \sqrt{53}}{2}, - \frac{1 + \sqrt{53}}{2}$

Этап 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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{3})$

Этап 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Подставим известные значения в формулу.

$N ([\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] - [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Этап 3.2

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.1

Вычтем соответствующие элементы.

$[\begin{array}{c} - 2 - 1 & 3 - 0 & 0 - 0 \\ 3 - 0 & 0 - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2

Simplify each element.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.2.1

Вычтем $1$ из $- 2$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 - 0 & 0 - 0 \\ 3 - 0 & 0 - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.2

Вычтем $0$ из $3$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 - 0 \\ 3 - 0 & 0 - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.3

Вычтем $0$ из $0$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 - 0 & 0 - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.4

Вычтем $0$ из $3$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & 0 - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.5

Вычтем $1$ из $0$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 - 0 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.6

Вычтем $0$ из $1$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 \\ 1 - 0 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.7

Вычтем $0$ из $1$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 - 0 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.8

Вычтем $0$ из $1$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & 2 - 1 \end{array}]$

Этап 3.2.2.9

Вычтем $1$ из $2$ .

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 \end{array}]$

Этап 3.3

Find the null space when $λ = 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.1

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

$[\begin{array}{c} - 3 & 3 & 0 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2

Приведем матрицу к стандартной форме по строкам.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.1

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.1.1

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

$[\begin{array}{c} - \frac{1}{3} \cdot - 3 & - \frac{1}{3} \cdot 3 & - \frac{1}{3} \cdot 0 & - \frac{1}{3} \cdot 0 \\ 3 & - 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.1.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 3 & - 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & - 1 - 3 \cdot - 1 & 1 - 3 \cdot 0 & 0 - 3 \cdot 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.2.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.3

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.3.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \\ 1 - 1 & 1 + 1 & 1 - 0 & 0 - 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.3.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.4

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.4.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ \frac{0}{2} & \frac{2}{2} & \frac{1}{2} & \frac{0}{2} \\ 0 & 2 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.4.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.5

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.5.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 - 2 \cdot 0 & 2 - 2 \cdot 1 & 1 - 2 (\frac{1}{2}) & 0 - 2 \cdot 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.5.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.6

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.6.1

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

$[\begin{array}{c} 1 + 0 & - 1 + 1 \cdot 1 & 0 + \frac{1}{2} & 0 + 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.2.6.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 1 & \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 3.3.3

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

$x + \frac{1}{2} z = 0$

$y + \frac{1}{2} z = 0$

$0 = 0$

Этап 3.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} - \frac{z}{2} \\ - \frac{z}{2} \\ z \end{array}]$

Этап 3.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} \\ - \frac{1}{2} \\ 1 \end{array}]$

Этап 3.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} \\ - \frac{1}{2} \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Этап 3.3.7

The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.

${[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} \\ - \frac{1}{2} \\ 1 \end{array}]}$

Этап 4

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = - \frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Подставим известные значения в формулу.

$N ([\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Этап 4.2

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1.1

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на каждый элемент матрицы.

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2

Упростим каждый элемент матрицы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1.2.1

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.2

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.3

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.4

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.5

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.6

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 \\ \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.7

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.8

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 4.2.1.2.9

Умножим $\frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.2

Сложим соответствующие элементы.

$[\begin{array}{c} - 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3

Simplify each element.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1

Чтобы записать $- 2$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - 2 \cdot \frac{2}{2} + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.2

Объединим $- 2$ и $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 2 \cdot 2}{2} + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$[\begin{array}{c} \frac{- 2 \cdot 2 + 1 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.4

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.4.1

Умножим $- 2$ на $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 4 + 1 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.4.2

Добавим $- 4$ и $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 3 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.5

Перепишем $- 3$ в виде $- 1 (3)$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.6

Вынесем множитель $- 1$ из $- \sqrt{53}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - (\sqrt{53})}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.7

Вынесем множитель $- 1$ из $- 1 (3) - (\sqrt{53})$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3 + \sqrt{53})}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.8

Вынесем знак минуса перед дробью.

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.9

Добавим $3$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.10

Добавим $0$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.11

Добавим $3$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & 0 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.12

Вычтем $- \frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ из $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.13

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.14

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.15

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & 2 + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.16

Чтобы записать $2$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & 2 \cdot \frac{2}{2} + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.17

Объединим $2$ и $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{2 \cdot 2}{2} + \frac{1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.18

Объединим числители над общим знаменателем.

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{2 \cdot 2 + 1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.19

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.19.1

Умножим $2$ на $2$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{4 + 1 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.2.3.19.2

Добавим $4$ и $1$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 4.3

Find the null space when $λ = - \frac{1 - \sqrt{53}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

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

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2

Приведем матрицу к стандартной форме по строкам.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $- \frac{2}{3 + \sqrt{53}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $- \frac{2}{3 + \sqrt{53}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{2}{3 + \sqrt{53}} (- \frac{3 + \sqrt{53}}{2}) & - \frac{2}{3 + \sqrt{53}} \cdot 3 & - \frac{2}{3 + \sqrt{53}} \cdot 0 & - \frac{2}{3 + \sqrt{53}} \cdot 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.1.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 3 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & \frac{1 - \sqrt{53}}{2} - 3 \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 1 - 3 \cdot 0 & 0 - 3 \cdot 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.2.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 + \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.3

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.3.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 + \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 1 - 1 & 1 - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} - 0 & 0 - 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.3.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 + \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 0 & \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.4

Multiply each element of $R_{2}$ by $- \frac{11}{8 + \sqrt{53}}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.4.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $- \frac{11}{8 + \sqrt{53}}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ - \frac{11}{8 + \sqrt{53}} \cdot 0 & - \frac{11}{8 + \sqrt{53}} (- \frac{8 + \sqrt{53}}{11}) & - \frac{11}{8 + \sqrt{53}} \cdot 1 & - \frac{11}{8 + \sqrt{53}} \cdot 0 \\ 0 & \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.4.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 + \sqrt{53} & 0 \\ 0 & \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.5

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 + \sqrt{53} & 0 \\ 0 - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 0 & \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 1 & \frac{5 - \sqrt{53}}{2} - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} (- 8 + \sqrt{53}) & 0 - \frac{13 + 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.5.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 + \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.6

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.2.6.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} \cdot 0 & \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} \cdot 1 & 0 - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} (- 8 + \sqrt{53}) & 0 - \frac{3 (3 - \sqrt{53})}{22} \cdot 0 \\ 0 & 1 & - 8 + \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.2.6.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & \frac{21 - 3 \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 1 & - 8 + \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 4.3.3

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

$x + \frac{21 - 3 \sqrt{53}}{2} z = 0$

$y + (- 8 + \sqrt{53}) z = 0$

$0 = 0$

Этап 4.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} - \frac{21 z}{2} + \frac{3 \sqrt{53} z}{2} \\ 8 z - \sqrt{53} z \\ z \end{array}]$

Этап 4.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} + \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 - \sqrt{53} \\ 1 \end{array}]$

Этап 4.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} + \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 - \sqrt{53} \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Этап 4.3.7

The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.

${[\begin{array}{c} - \frac{21}{2} + \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 - \sqrt{53} \\ 1 \end{array}]}$

Этап 5

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = - \frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Подставим известные значения в формулу.

$N ([\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

Этап 5.2

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.1

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на каждый элемент матрицы.

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2

Упростим каждый элемент матрицы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.2.1

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.2

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.3

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.4

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.5

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.6

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 \\ \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.7

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.8

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $0$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

Этап 5.2.1.2.9

Умножим $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ на $1$ .

$[\begin{array}{c} - 2 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}] + [\begin{array}{c} \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 & 0 \\ 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 0 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.2

Сложим соответствующие элементы.

$[\begin{array}{c} - 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3

Simplify each element.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.3.1

Чтобы записать $- 2$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - 2 \cdot \frac{2}{2} + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.2

Объединим $- 2$ и $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 2 \cdot 2}{2} + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$[\begin{array}{c} \frac{- 2 \cdot 2 + 1 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.4

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.3.4.1

Умножим $- 2$ на $2$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 4 + 1 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.4.2

Добавим $- 4$ и $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 3 + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.5

Перепишем $- 3$ в виде $- 1 (3)$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) + \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.6

Вынесем множитель $- 1$ из $\sqrt{53}$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - 1 (- \sqrt{53})}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.7

Вынесем множитель $- 1$ из $- 1 (3) - 1 (- \sqrt{53})$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3 - \sqrt{53})}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.8

Вынесем знак минуса перед дробью.

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 + 0 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.9

Добавим $3$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 + 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.10

Добавим $0$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 + 0 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.11

Добавим $3$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & 0 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.12

Добавим $0$ и $\frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 + 0 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.13

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 + 0 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.14

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 + 0 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.15

Добавим $1$ и $0$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & 2 + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.16

Чтобы записать $2$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & 2 \cdot \frac{2}{2} + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.17

Объединим $2$ и $\frac{2}{2}$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{2 \cdot 2}{2} + \frac{1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.18

Объединим числители над общим знаменателем.

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{2 \cdot 2 + 1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.19

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.3.19.1

Умножим $2$ на $2$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{4 + 1 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.2.3.19.2

Добавим $4$ и $1$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} \end{array}]$

Этап 5.3

Find the null space when $λ = - \frac{1 + \sqrt{53}}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.1

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

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{53}}{2} & 3 & 0 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2

Приведем матрицу к стандартной форме по строкам.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $- \frac{2}{3 - \sqrt{53}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $- \frac{2}{3 - \sqrt{53}}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} - \frac{2}{3 - \sqrt{53}} (- \frac{3 - \sqrt{53}}{2}) & - \frac{2}{3 - \sqrt{53}} \cdot 3 & - \frac{2}{3 - \sqrt{53}} \cdot 0 & - \frac{2}{3 - \sqrt{53}} \cdot 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.1.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 3 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & \frac{1 + \sqrt{53}}{2} - 3 \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 1 - 3 \cdot 0 & 0 - 3 \cdot 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.2.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 - \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 1 & 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.3

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.3.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 - \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 1 - 1 & 1 - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} - 0 & 0 - 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.3.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{8 - \sqrt{53}}{11} & 1 & 0 \\ 0 & \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.4

Multiply each element of $R_{2}$ by $- \frac{11}{8 - \sqrt{53}}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.4.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $- \frac{11}{8 - \sqrt{53}}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ - \frac{11}{8 - \sqrt{53}} \cdot 0 & - \frac{11}{8 - \sqrt{53}} (- \frac{8 - \sqrt{53}}{11}) & - \frac{11}{8 - \sqrt{53}} \cdot 1 & - \frac{11}{8 - \sqrt{53}} \cdot 0 \\ 0 & \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.4.2

Упростим $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 - \sqrt{53} & 0 \\ 0 & \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.5

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 - \sqrt{53} & 0 \\ 0 - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 0 & \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 1 & \frac{5 + \sqrt{53}}{2} - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} (- 8 - \sqrt{53}) & 0 - \frac{13 - 3 \sqrt{53}}{22} \cdot 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.5.2

Упростим $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} & 0 & 0 \\ 0 & 1 & - 8 - \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.6

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.6.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} \cdot 0 & \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} \cdot 1 & 0 - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} (- 8 - \sqrt{53}) & 0 - \frac{3 (3 + \sqrt{53})}{22} \cdot 0 \\ 0 & 1 & - 8 - \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.2.6.2

Упростим $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & \frac{21 + 3 \sqrt{53}}{2} & 0 \\ 0 & 1 & - 8 - \sqrt{53} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Этап 5.3.3

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

$x + \frac{21 + 3 \sqrt{53}}{2} z = 0$

$y + (- 8 - \sqrt{53}) z = 0$

$0 = 0$

Этап 5.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} - \frac{21 z}{2} - \frac{3 \sqrt{53} z}{2} \\ 8 z + \sqrt{53} z \\ z \end{array}]$

Этап 5.3.5

Write the solution as a linear combination of vectors.

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = z [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} - \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 + \sqrt{53} \\ 1 \end{array}]$

Этап 5.3.6

Write as a solution set.

${z [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} - \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 + \sqrt{53} \\ 1 \end{array}] | z \in R}$

Этап 5.3.7

The solution is the set of vectors created from the free variables of the system.

${[\begin{array}{c} - \frac{21}{2} - \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 + \sqrt{53} \\ 1 \end{array}]}$

Этап 6

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

${[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} \\ - \frac{1}{2} \\ 1 \end{array}], [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} + \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 - \sqrt{53} \\ 1 \end{array}], [\begin{array}{c} - \frac{21}{2} - \frac{3 \sqrt{53}}{2} \\ 8 + \sqrt{53} \\ 1 \end{array}]}$