输入问题...
线性代数 示例
[4012324904]⎡⎢⎣4012324904⎤⎥⎦
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 [4012324904] 替换 A。
p(λ)=行列式([4012324904]-λI3)
解题步骤 3.2
代入 [100010001] 替换 I3。
p(λ)=行列式([4012324904]-λ[100010001])
p(λ)=行列式([4012324904]-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ00-λ⋅0-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ⋅1-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ0-λ⋅0-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-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([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ00-λ⋅0-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-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([4012324904]+[-λ000-λ000λ-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.8.2
将 0 乘以 λ。
p(λ)=行列式([4012324904]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-λ000-λ000-λ⋅1])
解题步骤 4.1.2.9
将 -1 乘以 1。
p(λ)=行列式([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
p(λ)=行列式([4012324904]+[-λ000-λ000-λ])
解题步骤 4.2
加上相应元素。
p(λ)=行列式[4-λ0+01+02+03-λ2+049+00+04-λ]
解题步骤 4.3
Simplify each element.
解题步骤 4.3.1
将 0 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ01+02+03-λ2+049+00+04-λ]
解题步骤 4.3.2
将 1 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ012+03-λ2+049+00+04-λ]
解题步骤 4.3.3
将 2 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ2+049+00+04-λ]
解题步骤 4.3.4
将 2 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ249+00+04-λ]
解题步骤 4.3.5
将 49 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ2490+04-λ]
解题步骤 4.3.6
将 0 和 0 相加。
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ24904-λ]
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ24904-λ]
p(λ)=行列式[4-λ0123-λ24904-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 2 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 a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|22494-λ|
解题步骤 5.1.4
Multiply element a12 by its cofactor.
0|22494-λ|
解题步骤 5.1.5
The minor for a22 is the determinant with row 2 and column 2 deleted.
|4-λ1494-λ|
解题步骤 5.1.6
Multiply element a22 by its cofactor.
(3-λ)|4-λ1494-λ|
解题步骤 5.1.7
The minor for a32 is the determinant with row 3 and column 2 deleted.
|4-λ122|
解题步骤 5.1.8
Multiply element a32 by its cofactor.
0|4-λ122|
解题步骤 5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0|22494-λ|+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
p(λ)=0|22494-λ|+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
解题步骤 5.2
将 0 乘以 |22494-λ|。
p(λ)=0+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0|4-λ122|
解题步骤 5.3
将 0 乘以 |4-λ122|。
p(λ)=0+(3-λ)|4-λ1494-λ|+0
解题步骤 5.4
计算 |4-λ1494-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)=0+(3-λ)((4-λ)(4-λ)-49⋅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
使用 FOIL 方法展开 (4-λ)(4-λ)。
解题步骤 5.4.2.1.1.1
运用分配律。
p(λ)=0+(3-λ)(4(4-λ)-λ(4-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.1.2
运用分配律。
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ(4-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.1.3
运用分配律。
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(4⋅4+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2
化简并合并同类项。
解题步骤 5.4.2.1.2.1
化简每一项。
解题步骤 5.4.2.1.2.1.1
将 4 乘以 4。
p(λ)=0+(3-λ)(16+4(-λ)-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.2
将 -1 乘以 4。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-λ⋅4-λ(-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.3
将 4 乘以 -1。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-λ(-λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.4
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1λ⋅λ-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.5
通过指数相加将 λ 乘以 λ。
解题步骤 5.4.2.1.2.1.5.1
移动 λ。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1(λ⋅λ)-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.5.2
将 λ 乘以 λ。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ-1⋅-1λ2-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.6
将 -1 乘以 -1。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+1λ2-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.1.7
将 λ2 乘以 1。
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-4λ-4λ+λ2-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.2.2
从 -4λ 中减去 4λ。
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49⋅1)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49⋅1)+0
解题步骤 5.4.2.1.3
将 -49 乘以 1。
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49)+0
p(λ)=0+(3-λ)(16-8λ+λ2-49)+0
解题步骤 5.4.2.2
从 16 中减去 49。
p(λ)=0+(3-λ)(-8λ+λ2-33)+0
解题步骤 5.4.2.3
将 -8λ 和 λ2 重新排序。
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
p(λ)=0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
解题步骤 5.5
化简行列式。
解题步骤 5.5.1
合并 0+(3-λ)(λ2-8λ-33)+0 中相反的项。
解题步骤 5.5.1.1
将 0 和 (3-λ)(λ2-8λ-33) 相加。
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)+0
解题步骤 5.5.1.2
将 (3-λ)(λ2-8λ-33) 和 0 相加。
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)
p(λ)=(3-λ)(λ2-8λ-33)
解题步骤 5.5.2
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 (3-λ)(λ2-8λ-33)。
p(λ)=3λ2+3(-8λ)+3⋅-33-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3
化简每一项。
解题步骤 5.5.3.1
将 -8 乘以 3。
p(λ)=3λ2-24λ+3⋅-33-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.2
将 3 乘以 -33。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ⋅λ2-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.3
通过指数相加将 λ 乘以 λ2。
解题步骤 5.5.3.3.1
移动 λ2。
p(λ)=3λ2-24λ-99-(λ2λ)-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.3.2
将 λ2 乘以 λ。
解题步骤 5.5.3.3.2.1
对 λ 进行 1 次方运算。
p(λ)=3λ2-24λ-99-(λ2λ1)-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.3.2.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ2+1-λ(-8λ)-λ⋅-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ2+1-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.3.3
将 2 和 1 相加。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-λ(-8λ)-λ⋅-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-λ(-8λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.4
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1⋅-8λ⋅λ-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.5
通过指数相加将 λ 乘以 λ。
解题步骤 5.5.3.5.1
移动 λ。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1⋅-8(λ⋅λ)-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.5.2
将 λ 乘以 λ。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1⋅-8λ2-λ⋅-33
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3-1⋅-8λ2-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.6
将 -1 乘以 -8。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2-λ⋅-33
解题步骤 5.5.3.7
将 -33 乘以 -1。
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2+33λ
p(λ)=3λ2-24λ-99-λ3+8λ2+33λ
解题步骤 5.5.4
将 3λ2 和 8λ2 相加。
p(λ)=11λ2-24λ-99-λ3+33λ
解题步骤 5.5.5
将 -24λ 和 33λ 相加。
p(λ)=11λ2+9λ-99-λ3
解题步骤 5.5.6
移动 -99。
p(λ)=11λ2+9λ-λ3-99
解题步骤 5.5.7
移动 9λ。
p(λ)=11λ2-λ3+9λ-99
解题步骤 5.5.8
将 11λ2 和 -λ3 重新排序。
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
p(λ)=-λ3+11λ2+9λ-99
解题步骤 6
使特征多项式等于 0,以求特征值 λ。
-λ3+11λ2+9λ-99=0
解题步骤 7
解题步骤 7.1
对方程左边进行因式分解。
解题步骤 7.1.1
从每组中因式分解出最大公因数。
解题步骤 7.1.1.1
将首两项和最后两项分成两组。
(-λ3+11λ2)+9λ-99=0
解题步骤 7.1.1.2
从每组中因式分解出最大公因数 (GCF)。
λ2(-λ+11)-9(-λ+11)=0
λ2(-λ+11)-9(-λ+11)=0
解题步骤 7.1.2
通过因式分解出最大公因数 -λ+11 来因式分解多项式。
(-λ+11)(λ2-9)=0
解题步骤 7.1.3
将 9 重写为 32。
(-λ+11)(λ2-32)=0
解题步骤 7.1.4
因数。
解题步骤 7.1.4.1
因为两项都是完全平方数,所以使用平方差公式 a2-b2=(a+b)(a-b) 进行因式分解,其中 a=λ 和 b=3。
(-λ+11)((λ+3)(λ-3))=0
解题步骤 7.1.4.2
去掉多余的括号。
(-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0
(-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0
(-λ+11)(λ+3)(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。
-λ+11=0
λ+3=0
λ-3=0
解题步骤 7.3
将 -λ+11 设为等于 0 并求解 λ。
解题步骤 7.3.1
将 -λ+11 设为等于 0。
-λ+11=0
解题步骤 7.3.2
求解 λ 的 -λ+11=0 。
解题步骤 7.3.2.1
从等式两边同时减去 11。
-λ=-11
解题步骤 7.3.2.2
将 -λ=-11 中的每一项除以 -1 并化简。
解题步骤 7.3.2.2.1
将 -λ=-11 中的每一项都除以 -1。
-λ-1=-11-1
解题步骤 7.3.2.2.2
化简左边。
解题步骤 7.3.2.2.2.1
将两个负数相除得到一个正数。
λ1=-11-1
解题步骤 7.3.2.2.2.2
用 λ 除以 1。
λ=-11-1
λ=-11-1
解题步骤 7.3.2.2.3
化简右边。
解题步骤 7.3.2.2.3.1
用 -11 除以 -1。
λ=11
λ=11
λ=11
λ=11
λ=11
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
从等式两边同时减去 3。
λ=-3
λ=-3
解题步骤 7.5
将 λ-3 设为等于 0 并求解 λ。
解题步骤 7.5.1
将 λ-3 设为等于 0。
λ-3=0
解题步骤 7.5.2
在等式两边都加上 3。
λ=3
λ=3
解题步骤 7.6
最终解为使 (-λ+11)(λ+3)(λ-3)=0 成立的所有值。
λ=11,-3,3
λ=11,-3,3