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行列 $A = (12101115)$ の $2$ つの固有値を $\lambda_1$, $\lambda_2$ ($\lambda_1 \lt \lambda_2$) とした時, $\lambda_1$ に対応する固有ベクトルとして最も適切なものを以下の選択肢から選びなさい。

$c(21)~(c\not=0)$

$c(21)~(c\not=0)$

$c(511)~(c\not=0)$

$c(511)~(c\not=0)$

$|A - \lambda E| = 0$ とすると

$|AλE|=|12λ101115λ|=(12λ)(15λ)+110=λ23λ70=(λ+7)(λ10)=0$

$\lambda_1 \lt \lambda_2$ より

$\lambda_1 = -7$, $\lambda_2 = 10$

である。

$\lambda = -7$ に対応する固有ベクトルを $\overrightarrow{v} = (xy)$ とし

$\left( A + 7E\right)\overrightarrow{v} = \overrightarrow{0}$

とすると

$(A+7E)v=(5101122)(xy)=(5x+10y11x+22y)=(00)$

ここから $x = 2y$ となる。代入すると

$\overrightarrow{v} = (2yy) = y(21)$

よって, 求める固有ベクトルは $\overrightarrow{v} = c(21)~(c\not=0)$ である。