Đại số tuyến tính Ví dụ
Bước 1
Bước 1.1
Tìm các trị riêng.
Bước 1.1.1
Lập công thức để tìm phương trình đặc trưng .
Bước 1.1.2
Ma trận đơn vị cỡ là ma trận vuông có đường chéo chính gồm các hệ số một và phần còn lại là các hệ số không.
Bước 1.1.3
Thay các giá trị đã biết vào .
Bước 1.1.3.1
Thay bằng .
Bước 1.1.3.2
Thay bằng .
Bước 1.1.4
Rút gọn.
Bước 1.1.4.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 1.1.4.1.1
Nhân với mỗi phần tử của ma trận.
Bước 1.1.4.1.2
Rút gọn từng phần tử trong ma trận.
Bước 1.1.4.1.2.1
Nhân với .
Bước 1.1.4.1.2.2
Nhân .
Bước 1.1.4.1.2.2.1
Nhân với .
Bước 1.1.4.1.2.2.2
Nhân với .
Bước 1.1.4.1.2.3
Nhân .
Bước 1.1.4.1.2.3.1
Nhân với .
Bước 1.1.4.1.2.3.2
Nhân với .
Bước 1.1.4.1.2.4
Nhân với .
Bước 1.1.4.2
Cộng các phần tử tương ứng với nhau.
Bước 1.1.4.3
Rút gọn từng phần tử.
Bước 1.1.4.3.1
Cộng và .
Bước 1.1.4.3.2
Cộng và .
Bước 1.1.5
Tìm định thức.
Bước 1.1.5.1
Có thể tìm được định thức của một ma trận bằng công thức .
Bước 1.1.5.2
Rút gọn định thức.
Bước 1.1.5.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 1.1.5.2.1.1
Khai triển bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.
Bước 1.1.5.2.1.1.1
Áp dụng thuộc tính phân phối.
Bước 1.1.5.2.1.1.2
Áp dụng thuộc tính phân phối.
Bước 1.1.5.2.1.1.3
Áp dụng thuộc tính phân phối.
Bước 1.1.5.2.1.2
Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.
Bước 1.1.5.2.1.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 1.1.5.2.1.2.1.1
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.2
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.3
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.4
Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.
Bước 1.1.5.2.1.2.1.5
Nhân với bằng cách cộng các số mũ.
Bước 1.1.5.2.1.2.1.5.1
Di chuyển .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.5.2
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.6
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.1.7
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.1.2.2
Trừ khỏi .
Bước 1.1.5.2.1.3
Nhân với .
Bước 1.1.5.2.2
Trừ khỏi .
Bước 1.1.5.2.3
Sắp xếp lại và .
Bước 1.1.6
Đặt đa thức đặc trưng bằng để tìm các trị riêng .
Bước 1.1.7
Giải tìm .
Bước 1.1.7.1
Phân tích thành thừa số bằng phương pháp AC.
Bước 1.1.7.1.1
Xét dạng . Tìm một cặp số nguyên mà tích số của chúng là và tổng của chúng là . Trong trường hợp này, tích số của chúng là và tổng của chúng là .
Bước 1.1.7.1.2
Viết dạng đã được phân tích thành thừa số bằng các số nguyên này.
Bước 1.1.7.2
Nếu bất kỳ thừa số riêng lẻ nào ở vế trái của phương trình bằng , toàn bộ biểu thức sẽ bằng .
Bước 1.1.7.3
Đặt bằng và giải tìm .
Bước 1.1.7.3.1
Đặt bằng với .
Bước 1.1.7.3.2
Cộng cho cả hai vế của phương trình.
Bước 1.1.7.4
Đặt bằng và giải tìm .
Bước 1.1.7.4.1
Đặt bằng với .
Bước 1.1.7.4.2
Cộng cho cả hai vế của phương trình.
Bước 1.1.7.5
Đáp án cuối cùng là tất cả các giá trị làm cho đúng.
Bước 1.2
Vectơ riêng bằng không gian không hạch của ma trận trừ đi giá trị riêng nhân với ma trận đơn vị, trong đó là không gian không hạch và là ma trận đơn vị.
Bước 1.3
Tìm vectơ riêng bằng cách sử dụng trị riêng .
Bước 1.3.1
Thay các giá trị đã biết vào công thức.
Bước 1.3.2
Rút gọn.
Bước 1.3.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 1.3.2.1.1
Nhân với mỗi phần tử của ma trận.
Bước 1.3.2.1.2
Rút gọn từng phần tử trong ma trận.
Bước 1.3.2.1.2.1
Nhân với .
Bước 1.3.2.1.2.2
Nhân với .
Bước 1.3.2.1.2.3
Nhân với .
Bước 1.3.2.1.2.4
Nhân với .
Bước 1.3.2.2
Cộng các phần tử tương ứng với nhau.
Bước 1.3.2.3
Rút gọn từng phần tử.
Bước 1.3.2.3.1
Trừ khỏi .
Bước 1.3.2.3.2
Cộng và .
Bước 1.3.2.3.3
Cộng và .
Bước 1.3.2.3.4
Trừ khỏi .
Bước 1.3.3
Tìm không gian không hạch khi .
Bước 1.3.3.1
Viết ở dạng một ma trận bổ sung cho .
Bước 1.3.3.2
Tìm dạng ma trận hàng bậc thang rút gọn.
Bước 1.3.3.2.1
Nhân mỗi phần tử của với để số tại trở thành .
Bước 1.3.3.2.1.1
Nhân mỗi phần tử của với để số tại trở thành .
Bước 1.3.3.2.1.2
Rút gọn .
Bước 1.3.3.2.2
Thực hiện phép biến đổi hàng để số tại trở thành .
Bước 1.3.3.2.2.1
Thực hiện phép biến đổi hàng để số tại trở thành .
Bước 1.3.3.2.2.2
Rút gọn .
Bước 1.3.3.3
Sử dụng ma trận tìm được để kết luận đáp án cuối cùng cho hệ phương trình.
Bước 1.3.3.4
Viết một vectơ nghiệm bằng cách giải theo các biến tự do trong mỗi hàng.
Bước 1.3.3.5
Viết nghiệm dưới dạng một tổ hợp tuyến tính của các vectơ.
Bước 1.3.3.6
Viết ở dạng một tập hợp nghiệm.
Bước 1.3.3.7
Đáp án là tập hợp các vectơ được tạo ra từ các biến tự do của hệ phương trình.
Bước 1.4
Tìm vectơ riêng bằng cách sử dụng trị riêng .
Bước 1.4.1
Thay các giá trị đã biết vào công thức.
Bước 1.4.2
Rút gọn.
Bước 1.4.2.1
Trừ các phần tử tương ứng với nhau.
Bước 1.4.2.2
Rút gọn từng phần tử.
Bước 1.4.2.2.1
Trừ khỏi .
Bước 1.4.2.2.2
Trừ khỏi .
Bước 1.4.2.2.3
Trừ khỏi .
Bước 1.4.2.2.4
Trừ khỏi .
Bước 1.4.3
Tìm không gian không hạch khi .
Bước 1.4.3.1
Viết ở dạng một ma trận bổ sung cho .
Bước 1.4.3.2
Tìm dạng ma trận hàng bậc thang rút gọn.
Bước 1.4.3.2.1
Nhân mỗi phần tử của với để số tại trở thành .
Bước 1.4.3.2.1.1
Nhân mỗi phần tử của với để số tại trở thành .
Bước 1.4.3.2.1.2
Rút gọn .
Bước 1.4.3.2.2
Thực hiện phép biến đổi hàng để số tại trở thành .
Bước 1.4.3.2.2.1
Thực hiện phép biến đổi hàng để số tại trở thành .
Bước 1.4.3.2.2.2
Rút gọn .
Bước 1.4.3.3
Sử dụng ma trận tìm được để kết luận đáp án cuối cùng cho hệ phương trình.
Bước 1.4.3.4
Viết một vectơ nghiệm bằng cách giải theo các biến tự do trong mỗi hàng.
Bước 1.4.3.5
Viết nghiệm dưới dạng một tổ hợp tuyến tính của các vectơ.
Bước 1.4.3.6
Viết ở dạng một tập hợp nghiệm.
Bước 1.4.3.7
Đáp án là tập hợp các vectơ được tạo ra từ các biến tự do của hệ phương trình.
Bước 1.5
Không gian riêng của là danh sách không gian vectơ cho mỗi trị riêng.
Bước 2
Xác định làm ma trận của các vectơ riêng.
Bước 3
Bước 3.1
Có thể tìm nghịch đảo của một ma trận bằng công thức trong đó là định thức.
Bước 3.2
Tìm định thức.
Bước 3.2.1
Có thể tìm được định thức của một ma trận bằng công thức .
Bước 3.2.2
Rút gọn định thức.
Bước 3.2.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 3.2.2.1.1
Nhân với .
Bước 3.2.2.1.2
Nhân .
Bước 3.2.2.1.2.1
Nhân với .
Bước 3.2.2.1.2.2
Nhân với .
Bước 3.2.2.2
Viết ở dạng một phân số với một mẫu số chung.
Bước 3.2.2.3
Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.
Bước 3.2.2.4
Cộng và .
Bước 3.3
Vì định thức khác không nên nghịch đảo tồn tại.
Bước 3.4
Thay các giá trị đã biết vào công thức cho nghịch đảo.
Bước 3.5
Nhân tử số với nghịch đảo của mẫu số.
Bước 3.6
Nhân với .
Bước 3.7
Nhân với mỗi phần tử của ma trận.
Bước 3.8
Rút gọn từng phần tử trong ma trận.
Bước 3.8.1
Nhân với .
Bước 3.8.2
Triệt tiêu thừa số chung .
Bước 3.8.2.1
Triệt tiêu thừa số chung.
Bước 3.8.2.2
Viết lại biểu thức.
Bước 3.8.3
Kết hợp và .
Bước 3.8.4
Nhân .
Bước 3.8.4.1
Kết hợp và .
Bước 3.8.4.2
Nhân với .
Bước 3.8.5
Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.
Bước 3.8.6
Nhân với .
Bước 4
Sử dụng phép biến đổi đồng dạng để tìm ma trận chéo .
Bước 5
Thay các ma trận.
Bước 6
Bước 6.1
Nhân .
Bước 6.1.1
Chỉ có thể nhân hai ma trận với nhau khi số cột trong ma trận thứ nhất bằng số hàng trong ma trận thứ hai. Trong trường hợp này, ma trận đầu tiên là và ma trận thứ hai là .
Bước 6.1.2
Nhân từng hàng trong ma trận đầu với từng cột của ma trận sau.
Bước 6.1.3
Rút gọn mỗi phần tử của ma trận bằng cách nhân ra tất cả các biểu thức.
Bước 6.2
Nhân .
Bước 6.2.1
Chỉ có thể nhân hai ma trận với nhau khi số cột trong ma trận thứ nhất bằng số hàng trong ma trận thứ hai. Trong trường hợp này, ma trận đầu tiên là và ma trận thứ hai là .
Bước 6.2.2
Nhân từng hàng trong ma trận đầu với từng cột của ma trận sau.
Bước 6.2.3
Rút gọn mỗi phần tử của ma trận bằng cách nhân ra tất cả các biểu thức.