Rewriting the equations,
x ( − 1 − λ ) + y = 0 x(-1-\lambda)+y=0 x ( − 1 − λ ) + y = 0
3 x + y ( 1 − λ ) = 0 3x+y(1-\lambda)=0 3 x + y ( 1 − λ ) = 0
(1) [ ( − 1 − λ ) 1 3 ( 1 − λ ) ] [ x y ] = [ 0 0 ] \begin{bmatrix}
(-1-\lambda) & 1 \\
3 & (1-\lambda)
\end{bmatrix}\begin{bmatrix}
x \\
y
\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}
0 \\
0
\end{bmatrix} [ ( − 1 − λ ) 3 1 ( 1 − λ ) ] [ x y ] = [ 0 0 ]
( − 1 − λ ) ( 1 − λ ) − 3 = − 1 + λ − λ + λ 2 − 3 (-1-\lambda)(1-\lambda)-3=-1+\lambda-\lambda+\lambda^2-3 ( − 1 − λ ) ( 1 − λ ) − 3 = − 1 + λ − λ + λ 2 − 3
= λ 2 − 4 =\lambda^2-4 = λ 2 − 4
(2) when det ( λ I 2 − A ) = 0 \det(\lambda I_2-A)=0 det ( λ I 2 − A ) = 0
⇒ λ 2 − 4 = 0 \Rightarrow\lambda^2-4=0 ⇒ λ 2 − 4 = 0
⇒ λ = ± 2 \Rightarrow\lambda=\pm2 ⇒ λ = ± 2
(3) Substituting the value of ( λ I 2 − A ) X = 0 (\lambda I_2-A)X=0 ( λ I 2 − A ) X = 0
For system to be consistent, λ = ± 2 \lambda\cancel=\pm2 λ = ± 2
( λ I 2 − A ) X = 0 (\lambda I_2-A)X=0 ( λ I 2 − A ) X = 0
[ ( − 1 − λ ) 1 3 ( 1 − λ ) ] [ x y ] = [ 0 0 ] \begin{bmatrix}
(-1-\lambda) & 1 \\
3 & (1-\lambda)
\end{bmatrix}\begin{bmatrix}
x \\
y
\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}
0 \\
0
\end{bmatrix} [ ( − 1 − λ ) 3 1 ( 1 − λ ) ] [ x y ] = [ 0 0 ]
x ( − 1 − λ ) + y = 0 x(-1-\lambda)+y=0 x ( − 1 − λ ) + y = 0
x ( − 1 − 2 ) + y = 0 x(-1-2)+y=0 x ( − 1 − 2 ) + y = 0
− 3 x + y = 0 -3x+y=0 − 3 x + y = 0
3 x − y = 0 3x-y=0 3 x − y = 0
3 x + y ( 1 − λ ) = 0 3x+y(1-\lambda)=0 3 x + y ( 1 − λ ) = 0
3 x + y ( 1 − 2 ) = 0 3x+y(1-2)=0 3 x + y ( 1 − 2 ) = 0
3 x − y = 0 3x-y=0 3 x − y = 0
Since both the equations are parallel therefore the system has infinitely many solutions.
Comments