Линейная алгебра Примеры

$- 3 A = [\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}]$

Этап 1

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

$p (λ) = определитель (A - λ I_{2})$

Этап 2

Единичная матрица размера $2$ представляет собой квадратную матрицу $2 \times 2$ с единицами на главной диагонали и нулями на остальных местах.

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

Этап 3

Подставим известное значение в $p (λ) = определитель (A - λ I_{2})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Подставим $[\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}]$ вместо $A$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] - λ I_{2})$

Этап 3.2

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

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

Этап 4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1

Умножим $- λ$ на каждый элемент матрицы.

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2

Упростим каждый элемент матрицы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.1

Умножим $- 1$ на $1$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2.2

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.2.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2.2.2

Умножим $0$ на $λ$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2.3

Умножим $- λ \cdot 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.3.1

Умножим $0$ на $- 1$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2.3.2

Умножим $0$ на $λ$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

Этап 4.1.2.4

Умножим $- 1$ на $1$ .

$p (λ) = определитель ([\begin{array}{c} - 9 & - 1 \\ - 2 & - 3 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 \\ 0 & - λ \end{array}])$

Этап 4.2

Сложим соответствующие элементы.

$p (λ) = определитель [\begin{array}{c} - 9 - λ & - 1 + 0 \\ - 2 + 0 & - 3 - λ \end{array}]$

Этап 4.3

Simplify each element.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

Добавим $- 1$ и $0$ .

$p (λ) = определитель [\begin{array}{c} - 9 - λ & - 1 \\ - 2 + 0 & - 3 - λ \end{array}]$

Этап 4.3.2

Добавим $- 2$ и $0$ .

$p (λ) = определитель [\begin{array}{c} - 9 - λ & - 1 \\ - 2 & - 3 - λ \end{array}]$

Этап 5

Find the determinant.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

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

$p (λ) = (- 9 - λ) (- 3 - λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2

Упростим определитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.1

Развернем $(- 9 - λ) (- 3 - λ)$ , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.1.1

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = - 9 (- 3 - λ) - λ (- 3 - λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.1.2

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = - 9 \cdot - 3 - 9 (- λ) - λ (- 3 - λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$p (λ) = - 9 \cdot - 3 - 9 (- λ) - λ \cdot - 3 - λ (- λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2

Упростим и объединим подобные члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.2.1.1

Умножим $- 9$ на $- 3$ .

$p (λ) = 27 - 9 (- λ) - λ \cdot - 3 - λ (- λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.2

Умножим $- 1$ на $- 9$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ - λ \cdot - 3 - λ (- λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.3

Умножим $- 3$ на $- 1$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ - λ (- λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.4

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.5

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.2.1.5.1

Перенесем $λ$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.5.2

Умножим $λ$ на $λ$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.6

Умножим $- 1$ на $- 1$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ + 1 λ^{2} - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.1.7

Умножим $λ^{2}$ на $1$ .

$p (λ) = 27 + 9 λ + 3 λ + λ^{2} - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.2.2

Добавим $9 λ$ и $3 λ$ .

$p (λ) = 27 + 12 λ + λ^{2} - (- 2 \cdot - 1)$

Этап 5.2.1.3

Умножим $- (- 2 \cdot - 1)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1.3.1

Умножим $- 2$ на $- 1$ .

$p (λ) = 27 + 12 λ + λ^{2} - 1 \cdot 2$

Этап 5.2.1.3.2

Умножим $- 1$ на $2$ .

$p (λ) = 27 + 12 λ + λ^{2} - 2$

Этап 5.2.2

Вычтем $2$ из $27$ .

$p (λ) = 12 λ + λ^{2} + 25$

Этап 5.2.3

Изменим порядок $12 λ$ и $λ^{2}$ .

$p (λ) = λ^{2} + 12 λ + 25$