B = ( 2 3 1 2 2 1 1 3 2 ) B=\begin{pmatrix}
2 & 3 & 1 \\
2 & 2 & 1 \\
1 & 3 &2
\end{pmatrix} B = ⎝ ⎛ 2 2 1 3 2 3 1 1 2 ⎠ ⎞
B − λ I = ( 2 − λ 3 1 2 2 − λ 1 1 3 2 − λ ) B-\lambda I=\begin{pmatrix}
2-\lambda & 3 & 1 \\
2 & 2-\lambda & 1 \\
1 & 3 & 2-\lambda
\end{pmatrix} B − λ I = ⎝ ⎛ 2 − λ 2 1 3 2 − λ 3 1 1 2 − λ ⎠ ⎞
∣ 2 − λ 3 1 2 2 − λ 1 1 3 2 − λ ∣ \begin{vmatrix}
2-\lambda & 3 & 1 \\
2 & 2-\lambda & 1 \\
1 & 3 & 2-\lambda
\end{vmatrix} ∣ ∣ 2 − λ 2 1 3 2 − λ 3 1 1 2 − λ ∣ ∣
= ( 2 − λ ) ∣ 2 − λ 1 3 2 − λ ∣ − 3 ∣ 2 1 1 2 − λ ∣ + 1 ∣ 2 2 − λ 1 3 ∣ =(2-\lambda)\begin{vmatrix}
2-\lambda & 1 \\
3 & 2-\lambda
\end{vmatrix}-3\begin{vmatrix}
2 & 1 \\
1 & 2-\lambda
\end{vmatrix}+1\begin{vmatrix}
2 & 2-\lambda \\
1 & 3
\end{vmatrix} = ( 2 − λ ) ∣ ∣ 2 − λ 3 1 2 − λ ∣ ∣ − 3 ∣ ∣ 2 1 1 2 − λ ∣ ∣ + 1 ∣ ∣ 2 1 2 − λ 3 ∣ ∣
= ( 2 − λ ) 3 − 3 ( 2 − λ ) − 6 ( 2 − λ ) + 3 + 6 − ( 2 − λ ) =(2-\lambda)^3-3(2-\lambda)-6(2-\lambda)+3+6-(2-\lambda) = ( 2 − λ ) 3 − 3 ( 2 − λ ) − 6 ( 2 − λ ) + 3 + 6 − ( 2 − λ )
= 8 − 12 λ + 6 λ 2 − λ 3 − 20 + 10 λ + 9 =8-12\lambda+6\lambda^2-\lambda^3-20+10\lambda+9 = 8 − 12 λ + 6 λ 2 − λ 3 − 20 + 10 λ + 9
= − λ 3 + 6 λ 2 − 2 λ − 3 = 0 =-\lambda^3+6\lambda^2-2\lambda-3=0 = − λ 3 + 6 λ 2 − 2 λ − 3 = 0
− λ 2 ( λ − 1 ) + 5 λ ( λ − 1 ) + 3 ( λ − 1 ) = 0 -\lambda^2(\lambda-1)+5\lambda(\lambda-1)+3(\lambda-1)=0 − λ 2 ( λ − 1 ) + 5 λ ( λ − 1 ) + 3 ( λ − 1 ) = 0
λ 1 = 1 \lambda_1=1 λ 1 = 1
− λ 2 + 5 λ + 3 = 0 -\lambda^2+5\lambda+3=0 − λ 2 + 5 λ + 3 = 0
D = ( 5 ) 2 − 4 ( − 1 ) ( 3 ) = 37 D=(5)^2-4(-1)(3)=37 D = ( 5 ) 2 − 4 ( − 1 ) ( 3 ) = 37
λ 2 = − 5 + 37 − 2 = − − 5 + 37 2 \lambda_2=\dfrac{-5+\sqrt{37}}{-2}=-\dfrac{-5+\sqrt{37}}{2} λ 2 = − 2 − 5 + 37 = − 2 − 5 + 37
λ 3 = − 5 − 37 − 2 = 5 + 37 2 \lambda_3=\dfrac{-5-\sqrt{37}}{-2}=\dfrac{5+\sqrt{37}}{2} λ 3 = − 2 − 5 − 37 = 2 5 + 37
Eigenvalues: 1 , − − 5 + 37 2 , 5 + 37 2 . 1, -\dfrac{-5+\sqrt{37}}{2}, \dfrac{5+\sqrt{37}}{2}. 1 , − 2 − 5 + 37 , 2 5 + 37 .
λ = 1 \lambda=1 λ = 1
( 2 − λ 3 1 2 2 − λ 1 1 3 2 − λ ) = ( 1 3 1 2 1 1 1 3 1 ) \begin{pmatrix}
2-\lambda & 3 & 1 \\
2 & 2-\lambda & 1 \\
1 & 3 & 2-\lambda
\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}
1 & 3 & 1 \\
2 & 1 & 1 \\
1 & 3 & 1
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 2 − λ 2 1 3 2 − λ 3 1 1 2 − λ ⎠ ⎞ = ⎝ ⎛ 1 2 1 3 1 3 1 1 1 ⎠ ⎞ R 2 = R 2 − 2 R 1 R_2=R_2-2R_1 R 2 = R 2 − 2 R 1
( 1 3 1 0 − 5 − 1 1 3 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 3 & 1 \\
0 & -5 & -1 \\
1 & 3 & 1
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 1 3 − 5 3 1 − 1 1 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 − R 1 R_3=R_3-R_1 R 3 = R 3 − R 1
( 1 3 1 0 − 5 − 1 0 0 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 3 & 1 \\
0 & -5 & -1 \\
0 & 0 & 0
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 3 − 5 0 1 − 1 0 ⎠ ⎞ R 2 = R 2 / ( − 5 ) R_2=R_2/(-5) R 2 = R 2 / ( − 5 )
( 1 3 1 0 1 1 / 5 0 0 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 3 & 1 \\
0 & 1 &1/5 \\
0 & 0 & 0
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 3 1 0 1 1/5 0 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 − 3 R 2 R_1=R_1-3R_2 R 1 = R 1 − 3 R 2
( 1 0 2 / 5 0 1 1 / 5 0 0 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & 2/5 \\
0 & 1 &1/5 \\
0 & 0 & 0
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 2/5 1/5 0 ⎠ ⎞ If we take v 3 = t , v_3=t, v 3 = t , then v 1 = − 2 5 t , v 2 = − 1 5 t , v_1=-\dfrac{2}{5}t, v_2=-\dfrac{1}{5}t, v 1 = − 5 2 t , v 2 = − 5 1 t ,
Thus
v ⃗ = ( ( − 2 / 5 ) t ( − 1 / 5 ) t t ) = ( − 2 / 5 ) − 1 / 5 1 ) t \vec v=\begin{pmatrix}
(-2/5)t \\
(-1/5)t \\
t
\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}
-2/5)\\
-1/5 \\
1
\end{pmatrix}t v = ⎝ ⎛ ( − 2/5 ) t ( − 1/5 ) t t ⎠ ⎞ = ⎝ ⎛ − 2/5 ) − 1/5 1 ⎠ ⎞ t Eigenvalue: 1 , 1, 1 , eigenvector ( − 2 / 5 ) − 1 / 5 1 ) . \begin{pmatrix}
-2/5)\\
-1/5 \\
1
\end{pmatrix}. ⎝ ⎛ − 2/5 ) − 1/5 1 ⎠ ⎞ .
Comments