示例
[221100021]⎡⎢⎣221100021⎤⎥⎦
解题步骤 1
建立公式以求特征方程 p(λ)p(λ)。
p(λ)=行列式(A-λI3)
解题步骤 2
大小为 3 的单位矩阵,是主对角线为 1 而其余元素皆为 0 的 3×3 方阵。
[100010001]
解题步骤 3
解题步骤 3.1
代入 [221100021] 替换 A。
p(λ)=行列式([221100021]-λI3)
解题步骤 3.2
代入 [100010001] 替换 I3。
p(λ)=行列式([221100021]-λ[100010001])
p(λ)=行列式([221100021]-λ[100010001])
解题步骤 4
解题步骤 4.1
化简每一项。
解题步骤 4.1.1
将 -λ 乘以矩阵中的每一个元素。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2
化简矩阵中的每一个元素。
解题步骤 4.1.2.1
将 -1 乘以 1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.2
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.2.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.2.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.3
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.3.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.3.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.4
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.4.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000λ-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.4.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.5
将 -1 乘以 1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.6
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.6.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ0λ-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.6.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.7
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.7.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ00λ-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.7.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.8
乘以 -λ⋅0。
解题步骤 4.1.2.8.1
将 0 乘以 -1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.8.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.9
将 -1 乘以 1。
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([221100021]+[-λ000-λ000-λ])
解题步骤 4.2
加上相应元素。
p(λ)=行列式[2-λ2+01+01+00-λ0+00+02+01-λ]
解题步骤 4.3
Simplify each element.
解题步骤 4.3.1
将 2 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ21+01+00-λ0+00+02+01-λ]
解题步骤 4.3.2
将 1 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ211+00-λ0+00+02+01-λ]
解题步骤 4.3.3
将 1 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ2110-λ0+00+02+01-λ]
解题步骤 4.3.4
从 0 中减去 λ。
p(λ)=行列式[2-λ211-λ0+00+02+01-λ]
解题步骤 4.3.5
将 0 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ211-λ00+02+01-λ]
解题步骤 4.3.6
将 0 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ211-λ002+01-λ]
解题步骤 4.3.7
将 2 和 0 相加。
p(λ)=行列式[2-λ211-λ0021-λ]
p(λ)=行列式[2-λ211-λ0021-λ]
p(λ)=行列式[2-λ211-λ0021-λ]
解题步骤 5
解题步骤 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 column 1 by its cofactor and add.
解题步骤 5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
解题步骤 5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
解题步骤 5.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|-λ021-λ|
解题步骤 5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(2-λ)|-λ021-λ|
解题步骤 5.1.5
The minor for a21 is the determinant with row 2 and column 1 deleted.
|2121-λ|
解题步骤 5.1.6
Multiply element a21 by its cofactor.
-1|2121-λ|
解题步骤 5.1.7
The minor for a31 is the determinant with row 3 and column 1 deleted.
|21-λ0|
解题步骤 5.1.8
Multiply element a31 by its cofactor.
0|21-λ0|
解题步骤 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0|21-λ0|
解题步骤 5.2
将 0 乘以 |21-λ0|。
p(λ)=(2-λ)|-λ021-λ|-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3
计算 |-λ021-λ|。
解题步骤 5.3.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb 求 2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=(2-λ)(-λ(1-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2
化简行列式。
解题步骤 5.3.2.1
化简每一项。
解题步骤 5.3.2.1.1
运用分配律。
p(λ)=(2-λ)(-λ⋅1-λ(-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.2
将 -1 乘以 1。
p(λ)=(2-λ)(-λ-λ(-λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.3
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ⋅λ-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.4
化简每一项。
解题步骤 5.3.2.1.4.1
通过指数相加将 λ 乘以 λ。
解题步骤 5.3.2.1.4.1.1
移动 λ。
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1(λ⋅λ)-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.4.1.2
将 λ 乘以 λ。
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ-1⋅-1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.4.2
将 -1 乘以 -1。
p(λ)=(2-λ)(-λ+1λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.4.3
将 λ2 乘以 1。
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2-2⋅0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.1.5
将 -2 乘以 0。
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2+0)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.2
将 -λ+λ2 和 0 相加。
p(λ)=(2-λ)(-λ+λ2)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.3.2.3
将 -λ 和 λ2 重新排序。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1|2121-λ|+0
解题步骤 5.4
计算 |2121-λ|。
解题步骤 5.4.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb 求 2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2(1-λ)-2⋅1)+0
解题步骤 5.4.2
化简行列式。
解题步骤 5.4.2.1
化简每一项。
解题步骤 5.4.2.1.1
运用分配律。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2⋅1+2(-λ)-2⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2
将 2 乘以 1。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2+2(-λ)-2⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.3
将 -1 乘以 2。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.4
将 -2 乘以 1。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(2-2λ-2)+0
解题步骤 5.4.2.2
合并 2-2λ-2 中相反的项。
解题步骤 5.4.2.2.1
从 2 中减去 2。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ+0)+0
解题步骤 5.4.2.2.2
将 -2λ 和 0 相加。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)+0
解题步骤 5.5
化简行列式。
解题步骤 5.5.1
将 (2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ) 和 0 相加。
p(λ)=(2-λ)(λ2-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2
化简每一项。
解题步骤 5.5.2.1
使用 FOIL 方法展开 (2-λ)(λ2-λ)。
解题步骤 5.5.2.1.1
运用分配律。
p(λ)=2(λ2-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.1.2
运用分配律。
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ(λ2-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.1.3
运用分配律。
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2+2(-λ)-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2
化简并合并同类项。
解题步骤 5.5.2.2.1
化简每一项。
解题步骤 5.5.2.2.1.1
将 -1 乘以 2。
p(λ)=2λ2-2λ-λ⋅λ2-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.2
通过指数相加将 λ 乘以 λ2。
解题步骤 5.5.2.2.1.2.1
移动 λ2。
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ)-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.2.2
将 λ2 乘以 λ。
解题步骤 5.5.2.2.1.2.2.1
对 λ 进行 1 次方运算。
p(λ)=2λ2-2λ-(λ2λ1)-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.2.2.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ2+1-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.2.3
将 2 和 1 相加。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-λ(-λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.3
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ⋅λ-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.4
通过指数相加将 λ 乘以 λ。
解题步骤 5.5.2.2.1.4.1
移动 λ。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1(λ⋅λ)-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.4.2
将 λ 乘以 λ。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3-1⋅-1λ2-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.5
将 -1 乘以 -1。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+1λ2-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.1.6
将 λ2 乘以 1。
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
p(λ)=2λ2-2λ-λ3+λ2-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.2.2
将 2λ2 和 λ2 相加。
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
p(λ)=3λ2-2λ-λ3-1(-2λ)
解题步骤 5.5.2.3
将 -2 乘以 -1。
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
p(λ)=3λ2-2λ-λ3+2λ
解题步骤 5.5.3
合并 3λ2-2λ-λ3+2λ 中相反的项。
解题步骤 5.5.3.1
将 -2λ 和 2λ 相加。
p(λ)=3λ2-λ3+0
解题步骤 5.5.3.2
将 3λ2-λ3 和 0 相加。
p(λ)=3λ2-λ3
p(λ)=3λ2-λ3
解题步骤 5.5.4
将 3λ2 和 -λ3 重新排序。
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
p(λ)=-λ3+3λ2
解题步骤 6
使特征多项式等于 0,以求特征值 λ。
-λ3+3λ2=0
解题步骤 7
解题步骤 7.1
从 -λ3+3λ2 中分解出因数 -λ2。
解题步骤 7.1.1
从 -λ3 中分解出因数 -λ2。
-λ2λ+3λ2=0
解题步骤 7.1.2
从 3λ2 中分解出因数 -λ2。
-λ2λ-λ2⋅-3=0
解题步骤 7.1.3
从 -λ2(λ)-λ2(-3) 中分解出因数 -λ2。
-λ2(λ-3)=0
-λ2(λ-3)=0
解题步骤 7.2
如果等式左侧的任一因数等于 0,则整个表达式将等于 0。
λ2=0
λ-3=0
解题步骤 7.3
将 λ2 设为等于 0 并求解 λ。
解题步骤 7.3.1
将 λ2 设为等于 0。
λ2=0
解题步骤 7.3.2
求解 λ 的 λ2=0 。
解题步骤 7.3.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
λ=±√0
解题步骤 7.3.2.2
化简 ±√0。
解题步骤 7.3.2.2.1
将 0 重写为 02。
λ=±√02
解题步骤 7.3.2.2.2
假设各项均为正实数,从根式下提出各项。
λ=±0
解题步骤 7.3.2.2.3
正负 0 是 0。
λ=0
λ=0
λ=0
λ=0
解题步骤 7.4
将 λ-3 设为等于 0 并求解 λ。
解题步骤 7.4.1
将 λ-3 设为等于 0。
λ-3=0
解题步骤 7.4.2
在等式两边都加上 3。
λ=3
λ=3
解题步骤 7.5
最终解为使 -λ2(λ-3)=0 成立的所有值。
λ=0,3
λ=0,3