示例

$B = [\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}]$

解题步骤 1

求特征值。

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解题步骤 1.1

建立公式以求特征方程 $p (λ)$ 。

$p (λ) = 行列式 (A - λ I_{2})$

解题步骤 1.2

大小为 $2$ 的单位矩阵，是主对角线为 1 而其余元素皆为 0 的 $2 \times 2$ 方阵。

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

解题步骤 1.3

将已知值代入 $p (λ) = 行列式 (A - λ I_{2})$ 。

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解题步骤 1.3.1

代入 $[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}]$ 替换 $A$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] - λ I_{2})$

解题步骤 1.3.2

代入 $[\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}]$ 替换 $I_{2}$ 。

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

解题步骤 1.4

化简。

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解题步骤 1.4.1

化简每一项。

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解题步骤 1.4.1.1

将 $- λ$ 乘以矩阵中的每一个元素。

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

解题步骤 1.4.1.2

化简矩阵中的每一个元素。

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解题步骤 1.4.1.2.1

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.4.1.2.2

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.2.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.4.1.2.2.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

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

解题步骤 1.4.1.2.3

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.3.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.4.1.2.3.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

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

解题步骤 1.4.1.2.4

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.4.2

加上相应元素。

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

解题步骤 1.4.3

化简每一个元素。

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解题步骤 1.4.3.1

将 $2$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 1.4.3.2

将 $3$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 1.5

求行列式。

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解题步骤 1.5.1

可以使用公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ 求 $2 \times 2$ 矩阵的行列式。

$p (λ) = (1 - λ) (4 - λ) - 3 \cdot 2$

解题步骤 1.5.2

化简行列式。

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解题步骤 1.5.2.1

化简每一项。

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解题步骤 1.5.2.1.1

使用 FOIL 方法展开 $(1 - λ) (4 - λ)$ 。

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解题步骤 1.5.2.1.1.1

运用分配律。

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

解题步骤 1.5.2.1.1.2

运用分配律。

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

解题步骤 1.5.2.1.1.3

运用分配律。

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

解题步骤 1.5.2.1.2

化简并合并同类项。

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解题步骤 1.5.2.1.2.1

化简每一项。

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解题步骤 1.5.2.1.2.1.1

将 $4$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.2

将 $- λ$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.3

将 $4$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.4

使用乘法的交换性质重写。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.5

通过指数相加将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

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解题步骤 1.5.2.1.2.1.5.1

移动 $λ$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.5.2

将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.6

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.1.7

将 $λ^{2}$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.5.2.1.2.2

从 $- λ$ 中减去 $4 λ$ 。

$p (λ) = 4 - 5 λ + λ^{2} - 3 \cdot 2$

解题步骤 1.5.2.1.3

将 $- 3$ 乘以 $2$ 。

$p (λ) = 4 - 5 λ + λ^{2} - 6$

解题步骤 1.5.2.2

从 $4$ 中减去 $6$ 。

$p (λ) = - 5 λ + λ^{2} - 2$

解题步骤 1.5.2.3

将 $- 5 λ$ 和 $λ^{2}$ 重新排序。

$p (λ) = λ^{2} - 5 λ - 2$

解题步骤 1.6

使特征多项式等于 $0$ ，以求特征值 $λ$ 。

$λ^{2} - 5 λ - 2 = 0$

解题步骤 1.7

求解 $λ$ 。

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解题步骤 1.7.1

使用二次公式求解。

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

解题步骤 1.7.2

将 $a = 1$ 、 $b = - 5$ 和 $c = - 2$ 的值代入二次公式中并求解 $λ$ 。

$\frac{5 \pm \sqrt{{(- 5)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot - 2)}}{2 \cdot 1}$

解题步骤 1.7.3

化简。

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解题步骤 1.7.3.1

化简分子。

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解题步骤 1.7.3.1.1

对 $- 5$ 进行 $2$ 次方运算。

$λ = \frac{5 \pm \sqrt{25 - 4 \cdot 1 \cdot - 2}}{2 \cdot 1}$

解题步骤 1.7.3.1.2

乘以 $- 4 \cdot 1 \cdot - 2$ 。

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解题步骤 1.7.3.1.2.1

将 $- 4$ 乘以 $1$ 。

$λ = \frac{5 \pm \sqrt{25 - 4 \cdot - 2}}{2 \cdot 1}$

解题步骤 1.7.3.1.2.2

将 $- 4$ 乘以 $- 2$ 。

$λ = \frac{5 \pm \sqrt{25 + 8}}{2 \cdot 1}$

解题步骤 1.7.3.1.3

将 $25$ 和 $8$ 相加。

$λ = \frac{5 \pm \sqrt{33}}{2 \cdot 1}$

解题步骤 1.7.3.2

将 $2$ 乘以 $1$ 。

$λ = \frac{5 \pm \sqrt{33}}{2}$

解题步骤 1.7.4

最终答案为两个解的组合。

$λ = \frac{5 + \sqrt{33}}{2}, \frac{5 - \sqrt{33}}{2}$

解题步骤 2

特征向量等于矩阵的零空间减去特征值再乘以单位矩阵，在其中， $N$ 是零空间， $I$ 是单位矩阵。

$ε_{B} = N (B - λ I_{2})$

解题步骤 3

用特征值 $λ = \frac{5 + \sqrt{33}}{2}$ 求特征向量。

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解题步骤 3.1

将已知值代入公式中。

$N ([\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

解题步骤 3.2

化简。

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解题步骤 3.2.1

化简每一项。

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解题步骤 3.2.1.1

将 $- \frac{5 + \sqrt{33}}{2}$ 乘以矩阵中的每一个元素。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2

化简矩阵中的每一个元素。

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解题步骤 3.2.1.2.1

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.2

乘以 $- \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0$ 。

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解题步骤 3.2.1.2.2.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 0 \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \\ - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.2.2

将 $0$ 乘以 $\frac{5 + \sqrt{33}}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 0 \\ - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.3

乘以 $- \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 0$ 。

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解题步骤 3.2.1.2.3.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.3.2

将 $0$ 乘以 $\frac{5 + \sqrt{33}}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.4

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.2

加上相应元素。

$[\begin{array}{c} 1 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3

化简每一个元素。

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解题步骤 3.2.3.1

将 $1$ 写成具有公分母的分数。

$[\begin{array}{c} \frac{2}{2} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.2

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - (5 + \sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.3

化简分子。

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解题步骤 3.2.3.3.1

运用分配律。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 1 \cdot 5 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.3.2

将 $- 1$ 乘以 $5$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 5 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.3.3

从 $2$ 中减去 $5$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 3 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.4

将 $- 3$ 重写为 $- 1 (3)$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.5

从 $- \sqrt{33}$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - (\sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.6

从 $- 1 (3) - (\sqrt{33})$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3 + \sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.7

将负号移到分数的前面。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.8

将 $2$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.9

将 $3$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & 4 - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.10

要将 $4$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & 4 \cdot \frac{2}{2} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.11

组合 $4$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{4 \cdot 2}{2} - \frac{5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.12

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{4 \cdot 2 - (5 + \sqrt{33})}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.13

化简分子。

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解题步骤 3.2.3.13.1

将 $4$ 乘以 $2$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - (5 + \sqrt{33})}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.13.2

运用分配律。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 1 \cdot 5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.13.3

将 $- 1$ 乘以 $5$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.13.4

从 $8$ 中减去 $5$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{3 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 3.3

求当 $λ = \frac{5 + \sqrt{33}}{2}$ 时的零空间。

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解题步骤 3.3.1

写成 $A x = 0$ 的增广矩阵。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 2 & 0 \\ 3 & \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2

求行简化阶梯形矩阵。

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解题步骤 3.3.2.1

将 $R_{1}$ 的每个元素乘以 $- \frac{2}{3 + \sqrt{33}}$ ，使 $1, 1$ 的项为 $1$ 。

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解题步骤 3.3.2.1.1

将 $R_{1}$ 的每个元素乘以 $- \frac{2}{3 + \sqrt{33}}$ ，使 $1, 1$ 的项为 $1$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{2}{3 + \sqrt{33}} (- \frac{3 + \sqrt{33}}{2}) & - \frac{2}{3 + \sqrt{33}} \cdot 2 & - \frac{2}{3 + \sqrt{33}} \cdot 0 \\ 3 & \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.1.2

化简 $R_{1}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 - \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 3 & \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.2

执行行操作 $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ 使 $2, 1$ 处的项为 $0$ 。

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解题步骤 3.3.2.2.1

执行行操作 $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ 使 $2, 1$ 处的项为 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 - \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & \frac{3 - \sqrt{33}}{2} - 3 \frac{3 - \sqrt{33}}{6} & 0 - 3 \cdot 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.2.2

化简 $R_{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 - \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.3

使用结果矩阵定义方程组的最终解。

$x + \frac{3 - \sqrt{33}}{6} y = 0$

$0 = 0$

解题步骤 3.3.4

通过对每一行中的自由变量进行求解，书写一个解向量。

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = [\begin{array}{c} - \frac{y}{2} + \frac{\sqrt{33} y}{6} \\ y \end{array}]$

解题步骤 3.3.5

把解写成向量的线性组合。

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = y [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}]$

解题步骤 3.3.6

写成解集。

${y [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}] | y \in R}$

解题步骤 3.3.7

解为通过方程组自由变量创建的向量集合。

${[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}]}$

解题步骤 4

用特征值 $λ = \frac{5 - \sqrt{33}}{2}$ 求特征向量。

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解题步骤 4.1

将已知值代入公式中。

$N ([\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} [\begin{array}{c} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}])$

解题步骤 4.2

化简。

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解题步骤 4.2.1

化简每一项。

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解题步骤 4.2.1.1

将 $- \frac{5 - \sqrt{33}}{2}$ 乘以矩阵中的每一个元素。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2

化简矩阵中的每一个元素。

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解题步骤 4.2.1.2.1

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 \\ - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2.2

乘以 $- \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0$ 。

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解题步骤 4.2.1.2.2.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 0 \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \\ - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2.2.2

将 $0$ 乘以 $\frac{5 - \sqrt{33}}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 0 \\ - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2.3

乘以 $- \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 0$ 。

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解题步骤 4.2.1.2.3.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2.3.2

将 $0$ 乘以 $\frac{5 - \sqrt{33}}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 4.2.1.2.4

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{array}] + [\begin{array}{c} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 0 \\ 0 & - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.2

加上相应元素。

$[\begin{array}{c} 1 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3

化简每一个元素。

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解题步骤 4.2.3.1

将 $1$ 写成具有公分母的分数。

$[\begin{array}{c} \frac{2}{2} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.2

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - (5 - \sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.3

化简分子。

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解题步骤 4.2.3.3.1

运用分配律。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 1 \cdot 5 - - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.3.2

将 $- 1$ 乘以 $5$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 5 - - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.3.3

乘以 $- - \sqrt{33}$ 。

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解题步骤 4.2.3.3.3.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 5 + 1 \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.3.3.2

将 $\sqrt{33}$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{2 - 5 + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.3.4

从 $2$ 中减去 $5$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 3 + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.4

将 $- 3$ 重写为 $- 1 (3)$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) + \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.5

从 $\sqrt{33}$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3) - 1 (- \sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.6

从 $- 1 (3) - 1 (- \sqrt{33})$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 (3 - \sqrt{33})}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.7

将负号移到分数的前面。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 + 0 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.8

将 $2$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 + 0 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.9

将 $3$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & 4 - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.10

要将 $4$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & 4 \cdot \frac{2}{2} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.11

组合 $4$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{4 \cdot 2}{2} - \frac{5 - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.12

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{4 \cdot 2 - (5 - \sqrt{33})}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13

化简分子。

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解题步骤 4.2.3.13.1

将 $4$ 乘以 $2$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - (5 - \sqrt{33})}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13.2

运用分配律。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 1 \cdot 5 - - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13.3

将 $- 1$ 乘以 $5$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 5 - - \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13.4

乘以 $- - \sqrt{33}$ 。

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解题步骤 4.2.3.13.4.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 5 + 1 \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13.4.2

将 $\sqrt{33}$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{8 - 5 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.2.3.13.5

从 $8$ 中减去 $5$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 \\ 3 & \frac{3 + \sqrt{33}}{2} \end{array}]$

解题步骤 4.3

求当 $λ = \frac{5 - \sqrt{33}}{2}$ 时的零空间。

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解题步骤 4.3.1

写成 $A x = 0$ 的增广矩阵。

$[\begin{array}{c} - \frac{3 - \sqrt{33}}{2} & 2 & 0 \\ 3 & \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 4.3.2

求行简化阶梯形矩阵。

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解题步骤 4.3.2.1

将 $R_{1}$ 的每个元素乘以 $- \frac{2}{3 - \sqrt{33}}$ ，使 $1, 1$ 的项为 $1$ 。

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解题步骤 4.3.2.1.1

将 $R_{1}$ 的每个元素乘以 $- \frac{2}{3 - \sqrt{33}}$ ，使 $1, 1$ 的项为 $1$ 。

$[\begin{array}{c} - \frac{2}{3 - \sqrt{33}} (- \frac{3 - \sqrt{33}}{2}) & - \frac{2}{3 - \sqrt{33}} \cdot 2 & - \frac{2}{3 - \sqrt{33}} \cdot 0 \\ 3 & \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 4.3.2.1.2

化简 $R_{1}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 + \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 3 & \frac{3 + \sqrt{33}}{2} & 0 \end{array}]$

解题步骤 4.3.2.2

执行行操作 $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ 使 $2, 1$ 处的项为 $0$ 。

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解题步骤 4.3.2.2.1

执行行操作 $R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ 使 $2, 1$ 处的项为 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 + \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & \frac{3 + \sqrt{33}}{2} - 3 \frac{3 + \sqrt{33}}{6} & 0 - 3 \cdot 0 \end{array}]$

解题步骤 4.3.2.2.2

化简 $R_{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & \frac{3 + \sqrt{33}}{6} & 0 \\ 0 & 0 & 0 \end{array}]$

解题步骤 4.3.3

使用结果矩阵定义方程组的最终解。

$x + \frac{3 + \sqrt{33}}{6} y = 0$

$0 = 0$

解题步骤 4.3.4

通过对每一行中的自由变量进行求解，书写一个解向量。

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = [\begin{array}{c} - \frac{y}{2} - \frac{\sqrt{33} y}{6} \\ y \end{array}]$

解题步骤 4.3.5

把解写成向量的线性组合。

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = y [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}]$

解题步骤 4.3.6

写成解集。

${y [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}] | y \in R}$

解题步骤 4.3.7

解为通过方程组自由变量创建的向量集合。

${[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}]}$

解题步骤 5

$B$ 的特征空间为每一特征值的向量空间列表。

${[\begin{array}{c} - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}], [\begin{array}{c} - \frac{1}{2} - \frac{\sqrt{33}}{6} \\ 1 \end{array}]}$

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