示例

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}]$

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 $p (λ)$ 。

$p (λ) = 行列式 (A - λ I_{3})$

解题步骤 1.2

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 $3 \times 3$ 方阵。

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

解题步骤 1.3

将已知值代入 $p (λ) = 行列式 (A - λ I_{3})$ 。

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解题步骤 1.3.1

代入 $[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}]$ 替换 $A$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - λ I_{3})$

解题步骤 1.3.2

代入 $[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}]$ 替换 $I_{3}$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - λ [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

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 $1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

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 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.2.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

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 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.3.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.4

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.4.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.4.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ \cdot 1 & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.5

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & - λ \cdot 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.6

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.6.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 λ \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.6.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ - λ \cdot 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.7

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.7.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 λ & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.7.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & - λ \cdot 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.8

乘以 $- λ \cdot 0$ 。

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解题步骤 1.4.1.2.8.1

将 $0$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 λ & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.8.2

将 $0$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \cdot 1 \end{array}])$

解题步骤 1.4.1.2.9

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$p (λ) = 行列式 ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - λ & 0 & 0 \\ 0 & - λ & 0 \\ 0 & 0 & - λ \end{array}])$

解题步骤 1.4.2

加上相应元素。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3

Simplify each element.

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解题步骤 1.4.3.1

将 $4$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.2

将 $6$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 + 0 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.3

将 $8$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.4

将 $12$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.5

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 + 0 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.6

将 $2$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 & 0 - λ \end{array}]$

解题步骤 1.4.3.7

从 $0$ 中减去 $λ$ 。

$p (λ) = 行列式 [\begin{array}{c} 2 - λ & 4 & 6 \\ 8 & 10 - λ & 12 \\ 1 & 2 & - λ \end{array}]$

解题步骤 1.5

Find the determinant.

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解题步骤 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.

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解题步骤 1.5.1.1

Consider the corresponding sign chart.

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

解题步骤 1.5.1.2

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

解题步骤 1.5.1.3

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

$| \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.4

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

$(2 - λ) | \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.5

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

$| \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.6

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

$- 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.7

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

$| \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.8

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

$6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.1.9

Add the terms together.

$p (λ) = (2 - λ) | \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} | - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2

计算 $| \begin{array}{c} 10 - λ & 12 \\ 2 & - λ \end{array} |$ 。

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解题步骤 1.5.2.1

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。

$p (λ) = (2 - λ) ((10 - λ) (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2

化简行列式。

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解题步骤 1.5.2.2.1

化简每一项。

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解题步骤 1.5.2.2.1.1

运用分配律。

$p (λ) = (2 - λ) (10 (- λ) - λ (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.2

将 $- 1$ 乘以 $10$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - λ (- λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.3

使用乘法的交换性质重写。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 λ \cdot λ - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.4

化简每一项。

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解题步骤 1.5.2.2.1.4.1

通过指数相加将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

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解题步骤 1.5.2.2.1.4.1.1

移动 $λ$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 (λ \cdot λ) - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.4.1.2

将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ - 1 \cdot - 1 λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.4.2

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + 1 λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.4.3

将 $λ^{2}$ 乘以 $1$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + λ^{2} - 2 \cdot 12) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.1.5

将 $- 2$ 乘以 $12$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (- 10 λ + λ^{2} - 24) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.2.2.2

将 $- 10 λ$ 和 $λ^{2}$ 重新排序。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 | \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} | + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.3

计算 $| \begin{array}{c} 8 & 12 \\ 1 & - λ \end{array} |$ 。

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解题步骤 1.5.3.1

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。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (8 (- λ) - 1 \cdot 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.3.2

化简每一项。

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解题步骤 1.5.3.2.1

将 $- 1$ 乘以 $8$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 1 \cdot 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.3.2.2

将 $- 1$ 乘以 $12$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 | \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$

解题步骤 1.5.4

计算 $| \begin{array}{c} 8 & 10 - λ \\ 1 & 2 \end{array} |$ 。

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解题步骤 1.5.4.1

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。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (8 \cdot 2 - (10 - λ))$

解题步骤 1.5.4.2

化简行列式。

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解题步骤 1.5.4.2.1

化简每一项。

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解题步骤 1.5.4.2.1.1

将 $8$ 乘以 $2$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - (10 - λ))$

解题步骤 1.5.4.2.1.2

运用分配律。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 1 \cdot 10 - - λ)$

解题步骤 1.5.4.2.1.3

将 $- 1$ 乘以 $10$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 - - λ)$

解题步骤 1.5.4.2.1.4

乘以 $- - λ$ 。

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解题步骤 1.5.4.2.1.4.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 + 1 λ)$

解题步骤 1.5.4.2.1.4.2

将 $λ$ 乘以 $1$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (16 - 10 + λ)$

解题步骤 1.5.4.2.2

从 $16$ 中减去 $10$ 。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (6 + λ)$

解题步骤 1.5.4.2.3

将 $6$ 和 $λ$ 重新排序。

$p (λ) = (2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24) - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5

化简行列式。

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解题步骤 1.5.5.1

化简每一项。

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解题步骤 1.5.5.1.1

将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 $(2 - λ) (λ^{2} - 10 λ - 24)$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} + 2 (- 10 λ) + 2 \cdot - 24 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2

化简每一项。

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解题步骤 1.5.5.1.2.1

将 $- 10$ 乘以 $2$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ + 2 \cdot - 24 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.2

将 $2$ 乘以 $- 24$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ \cdot λ^{2} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.3

通过指数相加将 $λ$ 乘以 $λ^{2}$ 。

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解题步骤 1.5.5.1.2.3.1

移动 $λ^{2}$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - (λ^{2} λ) - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.3.2

将 $λ^{2}$ 乘以 $λ$ 。

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解题步骤 1.5.5.1.2.3.2.1

对 $λ$ 进行 $1$ 次方运算。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - (λ^{2} λ^{1}) - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.3.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{2 + 1} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.3.3

将 $2$ 和 $1$ 相加。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - λ (- 10 λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.4

使用乘法的交换性质重写。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 λ \cdot λ - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.5

通过指数相加将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

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解题步骤 1.5.5.1.2.5.1

移动 $λ$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 (λ \cdot λ) - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.5.2

将 $λ$ 乘以 $λ$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} - 1 \cdot - 10 λ^{2} - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.6

将 $- 1$ 乘以 $- 10$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 10 λ^{2} - λ \cdot - 24 - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.2.7

将 $- 24$ 乘以 $- 1$ 。

$p (λ) = 2 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 10 λ^{2} + 24 λ - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.3

将 $2 λ^{2}$ 和 $10 λ^{2}$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} - 20 λ - 48 - λ^{3} + 24 λ - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.4

将 $- 20 λ$ 和 $24 λ$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} - 4 (- 8 λ - 12) + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.5

运用分配律。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} - 4 (- 8 λ) - 4 \cdot - 12 + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.6

将 $- 8$ 乘以 $- 4$ 。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ - 4 \cdot - 12 + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.7

将 $- 4$ 乘以 $- 12$ 。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 (λ + 6)$

解题步骤 1.5.5.1.8

运用分配律。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 6 \cdot 6$

解题步骤 1.5.5.1.9

将 $6$ 乘以 $6$ 。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 36$

解题步骤 1.5.5.2

合并 $12 λ^{2} + 4 λ - 48 - λ^{3} + 32 λ + 48 + 6 λ + 36$ 中相反的项。

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解题步骤 1.5.5.2.1

将 $- 48$ 和 $48$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ + 0 + 6 λ + 36$

解题步骤 1.5.5.2.2

将 $12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ$ 和 $0$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} + 4 λ - λ^{3} + 32 λ + 6 λ + 36$

解题步骤 1.5.5.3

将 $4 λ$ 和 $32 λ$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} - λ^{3} + 36 λ + 6 λ + 36$

解题步骤 1.5.5.4

将 $36 λ$ 和 $6 λ$ 相加。

$p (λ) = 12 λ^{2} - λ^{3} + 42 λ + 36$

解题步骤 1.5.5.5

将 $12 λ^{2}$ 和 $- λ^{3}$ 重新排序。

$p (λ) = - λ^{3} + 12 λ^{2} + 42 λ + 36$

解题步骤 1.6

使特征多项式等于 $0$ ，以求特征值 $λ$ 。

$- λ^{3} + 12 λ^{2} + 42 λ + 36 = 0$

解题步骤 1.7

求解 $λ$ 。

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解题步骤 1.7.1

画出方程每一边的图像。其解即为交点的 x 值。

$λ \approx 14.96690066$

解题步骤 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.

$ε_{A} = N (A - λ I_{3})$

解题步骤 3

Find the eigenvector using the eigenvalue $λ = 14.96690066$ .

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解题步骤 3.1

将已知值代入公式中。

$N ([\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] - 14.96690066 [\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{array}])$

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 $- 14.96690066$ 乘以矩阵中的每一个元素。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

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 $- 14.96690066$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.2

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.3

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.4

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 \cdot 1 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.5

将 $- 14.96690066$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & - 14.96690066 \cdot 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.6

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.7

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 \cdot 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.8

将 $- 14.96690066$ 乘以 $0$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & 0 & - 14.96690066 \cdot 1 \end{array}]$

解题步骤 3.2.1.2.9

将 $- 14.96690066$ 乘以 $1$ 。

$[\begin{array}{c} 2 & 4 & 6 \\ 8 & 10 & 12 \\ 1 & 2 & 0 \end{array}] + [\begin{array}{c} - 14.96690066 & 0 & 0 \\ 0 & - 14.96690066 & 0 \\ 0 & 0 & - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.2

加上相应元素。

$[\begin{array}{c} 2 - 14.96690066 & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3

Simplify each element.

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解题步骤 3.2.3.1

从 $2$ 中减去 $14.96690066$ 。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 + 0 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.2

将 $4$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 + 0 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.3

将 $6$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 + 0 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.4

将 $8$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & 10 - 14.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.5

从 $10$ 中减去 $14.96690066$ 。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 + 0 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.6

将 $12$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 + 0 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.7

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 + 0 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.8

将 $2$ 和 $0$ 相加。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 & 0 - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.2.3.9

从 $0$ 中减去 $14.96690066$ 。

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 \end{array}]$

解题步骤 3.3

Find the null space when $λ = 14.96690066$ .

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解题步骤 3.3.1

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

$[\begin{array}{c} - 12.96690066 & 4 & 6 & 0 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

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

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{1}{- 12.96690066}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

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解题步骤 3.3.2.1.1

Multiply each element of $R_{1}$ by $\frac{1}{- 12.96690066}$ to make the entry at $1, 1$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{- 12.96690066}{- 12.96690066} & \frac{4}{- 12.96690066} & \frac{6}{- 12.96690066} & \frac{0}{- 12.96690066} \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.1.2

化简 $R_{1}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 8 & - 4.96690066 & 12 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.2

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 8 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

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解题步骤 3.3.2.2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 8 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 8 - 8 \cdot 1 & - 4.96690066 - 8 \cdot - 0.30847772 & 12 - 8 \cdot - 0.46271658 & 0 - 8 \cdot 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.2.2

化简 $R_{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 1 & 2 & - 14.96690066 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.3

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

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解题步骤 3.3.2.3.1

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

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 1 - 1 & 2 + 0.30847772 & - 14.96690066 + 0.46271658 & 0 - 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.3.2

化简 $R_{3}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & - 2.49907888 & 15.70173268 & 0 \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.4

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{- 2.49907888}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

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解题步骤 3.3.2.4.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{- 2.49907888}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ \frac{0}{- 2.49907888} & \frac{- 2.49907888}{- 2.49907888} & \frac{15.70173268}{- 2.49907888} & \frac{0}{- 2.49907888} \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.4.2

化简 $R_{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 2.30847772 & - 14.50418408 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.5

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2.30847772 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

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解题步骤 3.3.2.5.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2.30847772 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 - 2.30847772 \cdot 0 & 2.30847772 - 2.30847772 \cdot 1 & - 14.50418408 - 2.30847772 \cdot - 6.28300803 & 0 - 2.30847772 \cdot 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.5.2

化简 $R_{3}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.6

Multiply each element of $R_{3}$ by $\frac{1}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

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解题步骤 3.3.2.6.1

Multiply each element of $R_{3}$ by $\frac{1}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} & \frac{0}{2.7504016 \cdot 10^{- 12}} \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.6.2

化简 $R_{3}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & - 6.28300803 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.7

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 6.28300803 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

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解题步骤 3.3.2.7.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 6.28300803 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 + 6.28300803 \cdot 0 & 1 + 6.28300803 \cdot 0 & - 6.28300803 + 6.28300803 \cdot 1 & 0 + 6.28300803 \cdot 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.7.2

化简 $R_{2}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & - 0.46271658 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.8

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.46271658 R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

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解题步骤 3.3.2.8.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.46271658 R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 0.46271658 \cdot 0 & - 0.30847772 + 0.46271658 \cdot 0 & - 0.46271658 + 0.46271658 \cdot 1 & 0 + 0.46271658 \cdot 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.8.2

化简 $R_{1}$ 。

$[\begin{array}{c} 1 & - 0.30847772 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.9

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.30847772 R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

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解题步骤 3.3.2.9.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} + 0.30847772 R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 + 0.30847772 \cdot 0 & - 0.30847772 + 0.30847772 \cdot 1 & 0 + 0.30847772 \cdot 0 & 0 + 0.30847772 \cdot 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.2.9.2

化简 $R_{1}$ 。

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

解题步骤 3.3.3

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

$x = 0$

$y = 0$

$z = 0$

解题步骤 3.3.4

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

$[\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 0 \end{array}]$

解题步骤 3.3.5

Write as a solution set.

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

解题步骤 4

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

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

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