线性代数 示例

求出特征值 [[3,7,10,0],[0,1,2,5],[1,2,1,0],[2,0,10,4]]
[371000125121020104]⎢ ⎢ ⎢ ⎢371000125121020104⎥ ⎥ ⎥ ⎥
解题步骤 1
建立公式以求特征方程 p(λ)
p(λ)=行列式(A-λI4)
解题步骤 2
大小为 4 的单位矩阵,是主对角线为 1 而其余元素皆为 0 的 4×4 方阵。
[1000010000100001]
解题步骤 3
将已知值代入 p(λ)=行列式(A-λI4)
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解题步骤 3.1
代入 [371000125121020104] 替换 A
p(λ)=行列式([371000125121020104]-λI4)
解题步骤 3.2
代入 [1000010000100001] 替换 I4
p(λ)=行列式([371000125121020104]-λ[1000010000100001])
p(λ)=行列式([371000125121020104]-λ[1000010000100001])
解题步骤 4
化简。
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解题步骤 4.1
化简每一项。
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解题步骤 4.1.1
-λ 乘以矩阵中的每一个元素。
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2
化简矩阵中的每一个元素。
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解题步骤 4.1.2.1
-1 乘以 1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.2
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.2.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.2.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.3
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.3.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ00λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.3.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ00-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ00-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.4
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.4.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ000λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.4.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ000-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ000-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.5
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.5.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.5.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.6
-1 乘以 1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.7
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.7.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0λ-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.7.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.8
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.8.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ00λ-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.8.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ00-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ00-λ0-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.9
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.9.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ000λ-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.9.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ000-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ000-λ0-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.10
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.10.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000λ-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.10.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ1-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.11
-1 乘以 1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.12
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.12.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0λ-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.12.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0-λ0-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.13
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.13.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ00λ-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.13.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ00-λ0-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ00-λ0-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.14
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.14.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ000λ-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.14.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ000-λ0-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ000-λ0-λ1])
解题步骤 4.1.2.15
乘以 -λ0
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解题步骤 4.1.2.15.1
0 乘以 -1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000λ-λ1])
解题步骤 4.1.2.15.2
0 乘以 λ
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ1])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ1])
解题步骤 4.1.2.16
-1 乘以 1
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
p(λ)=行列式([371000125121020104]+[-λ0000-λ0000-λ0000-λ])
解题步骤 4.2
加上相应元素。
p(λ)=行列式[3-λ7+010+00+00+01-λ2+05+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3
Simplify each element.
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解题步骤 4.3.1
70 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710+00+00+01-λ2+05+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.2
100 相加。
p(λ)=行列式[3-λ7100+00+01-λ2+05+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.3
00 相加。
p(λ)=行列式[3-λ71000+01-λ2+05+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.4
00 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ2+05+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.5
20 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25+01+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.6
50 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ251+02+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.7
10 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ2512+01-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.8
20 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ0+02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.9
00 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ02+00+010+04-λ]
解题步骤 4.3.10
20 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ020+010+04-λ]
解题步骤 4.3.11
00 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ02010+04-λ]
解题步骤 4.3.12
100 相加。
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ020104-λ]
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ020104-λ]
p(λ)=行列式[3-λ710001-λ25121-λ020104-λ]
解题步骤 5
Find the determinant.
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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 4 by its cofactor and add.
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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 a14 is the determinant with row 1 and column 4 deleted.
|01-λ2121-λ2010|
解题步骤 5.1.4
Multiply element a14 by its cofactor.
0|01-λ2121-λ2010|
解题步骤 5.1.5
The minor for a24 is the determinant with row 2 and column 4 deleted.
|3-λ710121-λ2010|
解题步骤 5.1.6
Multiply element a24 by its cofactor.
5|3-λ710121-λ2010|
解题步骤 5.1.7
The minor for a34 is the determinant with row 3 and column 4 deleted.
|3-λ71001-λ22010|
解题步骤 5.1.8
Multiply element a34 by its cofactor.
0|3-λ71001-λ22010|
解题步骤 5.1.9
The minor for a44 is the determinant with row 4 and column 4 deleted.
|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.1.10
Multiply element a44 by its cofactor.
(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.1.11
Add the terms together.
p(λ)=0|01-λ2121-λ2010|+5|3-λ710121-λ2010|+0|3-λ71001-λ22010|+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0|01-λ2121-λ2010|+5|3-λ710121-λ2010|+0|3-λ71001-λ22010|+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.2
0 乘以 |01-λ2121-λ2010|
p(λ)=0+5|3-λ710121-λ2010|+0|3-λ71001-λ22010|+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.3
0 乘以 |3-λ71001-λ22010|
p(λ)=0+5|3-λ710121-λ2010|+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4
计算 |3-λ710121-λ2010|
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解题步骤 5.4.1
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 5.4.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
解题步骤 5.4.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
解题步骤 5.4.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|21-λ010|
解题步骤 5.4.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(3-λ)|21-λ010|
解题步骤 5.4.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|11-λ210|
解题步骤 5.4.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-7|11-λ210|
解题步骤 5.4.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|1220|
解题步骤 5.4.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
10|1220|
解题步骤 5.4.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0+5((3-λ)|21-λ010|-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)|21-λ010|-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.2
计算 |21-λ010|
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解题步骤 5.4.2.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=0+5((3-λ)(210+0(1-λ))-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.2.2
化简行列式。
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解题步骤 5.4.2.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.4.2.2.1.1
2 乘以 10
p(λ)=0+5((3-λ)(20+0(1-λ))-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.2.2.1.2
0 乘以 1-λ
p(λ)=0+5((3-λ)(20+0)-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)(20+0)-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.2.2.2
200 相加。
p(λ)=0+5((3-λ)20-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7|11-λ210|+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3
计算 |11-λ210|
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解题步骤 5.4.3.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(110-2(1-λ))+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2
化简行列式。
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解题步骤 5.4.3.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.4.3.2.1.1
10 乘以 1
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(10-2(1-λ))+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2.1.2
运用分配律。
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(10-21-2(-λ))+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2.1.3
-2 乘以 1
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(10-2-2(-λ))+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2.1.4
-1 乘以 -2
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(10-2+2λ)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(10-2+2λ)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2.2
10 中减去 2
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(8+2λ)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.3.2.3
82λ 重新排序。
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10|1220|)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.4
计算 |1220|
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解题步骤 5.4.4.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10(10-22))+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.4.2
化简行列式。
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解题步骤 5.4.4.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.4.4.2.1.1
0 乘以 1
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10(0-22))+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.4.2.1.2
-2 乘以 2
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10(0-4))+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10(0-4))+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.4.2.2
0 中减去 4
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5((3-λ)20-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5
化简行列式。
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解题步骤 5.4.5.1
化简每一项。
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解题步骤 5.4.5.1.1
运用分配律。
p(λ)=0+5(320-λ20-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.2
3 乘以 20
p(λ)=0+5(60-λ20-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.3
20 乘以 -1
p(λ)=0+5(60-20λ-7(2λ+8)+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.4
运用分配律。
p(λ)=0+5(60-20λ-7(2λ)-78+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.5
2 乘以 -7
p(λ)=0+5(60-20λ-14λ-78+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.6
-7 乘以 8
p(λ)=0+5(60-20λ-14λ-56+10-4)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.1.7
10 乘以 -4
p(λ)=0+5(60-20λ-14λ-56-40)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5(60-20λ-14λ-56-40)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.2
60 中减去 56
p(λ)=0+5(-20λ-14λ+4-40)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.3
-20λ 中减去 14λ
p(λ)=0+5(-34λ+4-40)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.4.5.4
4 中减去 40
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)|3-λ71001-λ2121-λ|
解题步骤 5.5
计算 |3-λ71001-λ2121-λ|
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解题步骤 5.5.1
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.
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解题步骤 5.5.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
解题步骤 5.5.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
解题步骤 5.5.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|1-λ221-λ|
解题步骤 5.5.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
(3-λ)|1-λ221-λ|
解题步骤 5.5.1.5
The minor for a21 is the determinant with row 2 and column 1 deleted.
|71021-λ|
解题步骤 5.5.1.6
Multiply element a21 by its cofactor.
0|71021-λ|
解题步骤 5.5.1.7
The minor for a31 is the determinant with row 3 and column 1 deleted.
|7101-λ2|
解题步骤 5.5.1.8
Multiply element a31 by its cofactor.
1|7101-λ2|
解题步骤 5.5.1.9
Add the terms together.
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)|1-λ221-λ|+0|71021-λ|+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)|1-λ221-λ|+0|71021-λ|+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.2
0 乘以 |71021-λ|
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)|1-λ221-λ|+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3
计算 |1-λ221-λ|
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解题步骤 5.5.3.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)((1-λ)(1-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2
化简行列式。
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解题步骤 5.5.3.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.5.3.2.1.1
使用 FOIL 方法展开 (1-λ)(1-λ)
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解题步骤 5.5.3.2.1.1.1
运用分配律。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1(1-λ)-λ(1-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.1.2
运用分配律。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(11+1(-λ)-λ(1-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.1.3
运用分配律。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(11+1(-λ)-λ1-λ(-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(11+1(-λ)-λ1-λ(-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2
化简并合并同类项。
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解题步骤 5.5.3.2.1.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.1
1 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1+1(-λ)-λ1-λ(-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.2
-λ 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ1-λ(-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.3
-1 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ-λ(-λ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.4
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ-1-1λλ-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.5
通过指数相加将 λ 乘以 λ
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解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.5.1
移动 λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ-1-1(λλ)-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.5.2
λ 乘以 λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ-1-1λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ-1-1λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.6
-1 乘以 -1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ+1λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.1.7
λ2 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ+λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-λ-λ+λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.2.2
-λ 中减去 λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-2λ+λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-2λ+λ2-22)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.1.3
-2 乘以 2
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-2λ+λ2-4)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(1-2λ+λ2-4)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.2
1 中减去 4
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(-2λ+λ2-3)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.3.2.3
-2λλ2 重新排序。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1|7101-λ2|)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1|7101-λ2|)
解题步骤 5.5.4
计算 |7101-λ2|
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解题步骤 5.5.4.1
可以使用公式 |abcd|=ad-cb2×2 矩阵的行列式。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(72-(1-λ)10))
解题步骤 5.5.4.2
化简行列式。
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解题步骤 5.5.4.2.1
化简每一项。
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解题步骤 5.5.4.2.1.1
7 乘以 2
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14-(1-λ)10))
解题步骤 5.5.4.2.1.2
运用分配律。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14+(-11--λ)10))
解题步骤 5.5.4.2.1.3
-1 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14+(-1--λ)10))
解题步骤 5.5.4.2.1.4
乘以 --λ
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解题步骤 5.5.4.2.1.4.1
-1 乘以 -1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14+(-1+1λ)10))
解题步骤 5.5.4.2.1.4.2
λ 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14+(-1+λ)10))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14+(-1+λ)10))
解题步骤 5.5.4.2.1.5
运用分配律。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14-110+λ10))
解题步骤 5.5.4.2.1.6
-1 乘以 10
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14-10+λ10))
解题步骤 5.5.4.2.1.7
10 移到 λ 的左侧。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14-10+10λ))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(14-10+10λ))
解题步骤 5.5.4.2.2
14 中减去 10
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(4+10λ))
解题步骤 5.5.4.2.3
410λ 重新排序。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+0+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5
化简行列式。
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解题步骤 5.5.5.1
(3-λ)(λ2-2λ-3)0 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)((3-λ)(λ2-2λ-3)+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2
化简每一项。
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解题步骤 5.5.5.2.1
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 (3-λ)(λ2-2λ-3)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2+3(-2λ)+3-3-λλ2-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2
化简每一项。
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解题步骤 5.5.5.2.2.1
-2 乘以 3
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ+3-3-λλ2-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.2
3 乘以 -3
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λλ2-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.3
通过指数相加将 λ 乘以 λ2
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解题步骤 5.5.5.2.2.3.1
移动 λ2
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-(λ2λ)-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.3.2
λ2 乘以 λ
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解题步骤 5.5.5.2.2.3.2.1
λ 进行 1 次方运算。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-(λ2λ1)-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.3.2.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ2+1-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ2+1-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.3.3
21 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-λ(-2λ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.4
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-1-2λλ-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.5
通过指数相加将 λ 乘以 λ
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解题步骤 5.5.5.2.2.5.1
移动 λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-1-2(λλ)-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.5.2
λ 乘以 λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-1-2λ2-λ-3+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3-1-2λ2-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.6
-1 乘以 -2
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3+2λ2-λ-3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.2.7
-3 乘以 -1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3+2λ2+3λ+1(10λ+4))
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(3λ2-6λ-9-λ3+2λ2+3λ+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.3
3λ22λ2 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2-6λ-9-λ3+3λ+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.4
-6λ3λ 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2-3λ-9-λ3+1(10λ+4))
解题步骤 5.5.5.2.5
10λ+4 乘以 1
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2-3λ-9-λ3+10λ+4)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2-3λ-9-λ3+10λ+4)
解题步骤 5.5.5.3
-3λ10λ 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2+7λ-9-λ3+4)
解题步骤 5.5.5.4
-94 相加。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2+7λ-λ3-5)
解题步骤 5.5.5.5
移动 7λ
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(5λ2-λ3+7λ-5)
解题步骤 5.5.5.6
5λ2-λ3 重新排序。
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
p(λ)=0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6
化简行列式。
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解题步骤 5.6.1
合并 0+5(-34λ-36)+0+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5) 中相反的项。
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解题步骤 5.6.1.1
05(-34λ-36) 相加。
p(λ)=5(-34λ-36)+0+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6.1.2
5(-34λ-36)0 相加。
p(λ)=5(-34λ-36)+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
p(λ)=5(-34λ-36)+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6.2
化简每一项。
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解题步骤 5.6.2.1
运用分配律。
p(λ)=5(-34λ)+5-36+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6.2.2
-34 乘以 5
p(λ)=-170λ+5-36+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6.2.3
5 乘以 -36
p(λ)=-170λ-180+(4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
解题步骤 5.6.2.4
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 (4-λ)(-λ3+5λ2+7λ-5)
p(λ)=-170λ-180+4(-λ3)+4(5λ2)+4(7λ)+4-5-λ(-λ3)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5
化简每一项。
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解题步骤 5.6.2.5.1
-1 乘以 4
p(λ)=-170λ-180-4λ3+4(5λ2)+4(7λ)+4-5-λ(-λ3)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.2
5 乘以 4
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+4(7λ)+4-5-λ(-λ3)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.3
7 乘以 4
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ+4-5-λ(-λ3)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.4
4 乘以 -5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-λ(-λ3)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.5
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1λλ3-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.6
通过指数相加将 λ 乘以 λ3
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解题步骤 5.6.2.5.6.1
移动 λ3
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1(λ3λ)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.6.2
λ3 乘以 λ
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解题步骤 5.6.2.5.6.2.1
λ 进行 1 次方运算。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1(λ3λ1)-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.6.2.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1λ3+1-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1λ3+1-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.6.3
31 相加。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1λ4-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20-1-1λ4-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.7
-1 乘以 -1
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+1λ4-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.8
λ4 乘以 1
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-λ(5λ2)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.9
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15λλ2-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.10
通过指数相加将 λ 乘以 λ2
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解题步骤 5.6.2.5.10.1
移动 λ2
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15(λ2λ)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.10.2
λ2 乘以 λ
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解题步骤 5.6.2.5.10.2.1
λ 进行 1 次方运算。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15(λ2λ1)-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.10.2.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15λ2+1-λ(7λ)-λ-5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15λ2+1-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.10.3
21 相加。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15λ3-λ(7λ)-λ-5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-15λ3-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.11
-1 乘以 5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-λ(7λ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.12
使用乘法的交换性质重写。
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-17λλ-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.13
通过指数相加将 λ 乘以 λ
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解题步骤 5.6.2.5.13.1
移动 λ
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-17(λλ)-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.13.2
λ 乘以 λ
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-17λ2-λ-5
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-17λ2-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.14
-1 乘以 7
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-7λ2-λ-5
解题步骤 5.6.2.5.15
-5 乘以 -1
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-7λ2+5λ
p(λ)=-170λ-180-4λ3+20λ2+28λ-20+λ4-5λ3-7λ2+5λ
解题步骤 5.6.2.6
-4λ3 中减去 5λ3
p(λ)=-170λ-180-9λ3+20λ2+28λ-20+λ4-7λ2+5λ
解题步骤 5.6.2.7
20λ2 中减去 7λ2
p(λ)=-170λ-180-9λ3+13λ2+28λ-20+λ4+5λ
解题步骤 5.6.2.8
28λ5λ 相加。
p(λ)=-170λ-180-9λ3+13λ2+33λ-20+λ4
p(λ)=-170λ-180-9λ3+13λ2+33λ-20+λ4
解题步骤 5.6.3
-170λ33λ 相加。
p(λ)=-180-9λ3+13λ2-137λ-20+λ4
解题步骤 5.6.4
-180 中减去 20
p(λ)=-9λ3+13λ2-137λ-200+λ4
解题步骤 5.6.5
移动 -200
p(λ)=-9λ3+13λ2-137λ+λ4-200
解题步骤 5.6.6
移动 -137λ
p(λ)=-9λ3+13λ2+λ4-137λ-200
解题步骤 5.6.7
移动 13λ2
p(λ)=-9λ3+λ4+13λ2-137λ-200
解题步骤 5.6.8
-9λ3λ4 重新排序。
p(λ)=λ4-9λ3+13λ2-137λ-200
p(λ)=λ4-9λ3+13λ2-137λ-200
p(λ)=λ4-9λ3+13λ2-137λ-200
解题步骤 6
使特征多项式等于 0,以求特征值 λ
λ4-9λ3+13λ2-137λ-200=0
解题步骤 7
求解 λ
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解题步骤 7.1
画出方程每一边的图像。其解即为交点的 x 值。
λ-1.19651268,9.40658404
λ-1.19651268,9.40658404
 [x2  12  π  xdx ]