Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭУП Линейная алгебра.pdf
Скачиваний:
187
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Тема 3. Обратная матрица.

Определение. Матрица A−1 называется обратной по отношению к квадратной матрице A, если при умножении этой матрицы на данную как справа, так и слева получается единичная матрица:

A A−1 = A−1 A = E .

Заметим, что обратная матрица определена для квадратной матрицы; в этом случае обратная матрица также является квадратной, причем того же порядка. Для матриц, не являющихся квадратными, обратные матрицы не существуют.

Определение. Матрица называется невырожденной, если ее определитель отличен от нуля и вырожденной – в противном случае.

Пример 3.1.

 

5

3

является невырожденной, поскольку

 

 

 

 

Матрица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 3

 

=5 1 −3 2 = −1 ≠ 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.2.

 

6

3

 

является вырожденной, поскольку

 

 

 

 

Матрица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 3

 

= 6 2 − 4 3 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

Теорема (необходимое

и достаточное условие существования обратной

матрицы). Обратная матрица A−1

существует и единственна тогда и только тогда, когда матрица A невырожденная.

 

 

 

 

 

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

6

3

 

из примера 3.2. не имеет обратной

Заметим, что матрица

 

 

из примера 3.1. имеет обратную матрицу, а

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрицы.

Свойства обратных матриц:

1. (A−1 )−1 = A

22

2.A−1 = 1A

3.(A B)−1 = B−1 A−1

4.(A−1 )T = (AT )−1

5.(A−1 )m = (Am )−1

Определение. Присоединённой к квадратной матрице A называется квадратная матрица A~ того же порядка, элементами которой являются алгебраические дополнения соответствующих элементов определителя матрицы, транспонированной к матрице A.

Из определения следует, что присоединённая матрица рассматривается только для квадратных матриц и сама является квадратной, поскольку понятие алгебраического дополнения вводится для квадратных матриц.

Для получения присоединенной матрицы к матрице A можно сначала найти матрицу AТ , затем алгебраические

дополнения всех элементов определителя матрицы AТ и составить из них матрицу. Можно также сначала найти алгебраические дополнения всех элементов определителя матрицы A, составить из них матрицу, а затем полученную матрицу транспонировать.

Алгоритм вычисления обратной матрицы A−1 с помощью присоединенной матрицы:

1. Находим определитель исходной матрицы A . Если A = 0, то матрица A вырожденная и обратная матрица A−1 не существует. Если A ≠ 0, то матрица A невырожденная, и обратная матрица A−1 существует.

2.Находим алгебраические дополнения всех элементов определителя матрицы A и составляем из них матрицу (Aij ).

3.Транспонируем полученную матрицу, т.е находим присоединенную матрицу A~ .

4.Вычисляем обратную матрицу по формуле:

 

−1

 

 

1

~

A

 

=

 

 

 

 

 

A

 

 

 

A

 

 

 

 

 

23

5. Проверяем правильность вычисления обратной матрицы A−1 , исходя из ее определения: A A−1 = E или A−1 A = E .

Пример 3.3.

 

3

5

с помощью присоединенной матрицы.

Найти матрицу, обратную к A =

 

 

 

 

8

 

 

 

 

13

 

Находим определитель исходной матрицы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

=

 

3 5

 

 

=39 − 40 = −1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, матрица A невырожденная и обратная матрица A−1 существует.

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим алгебраические дополнения всех элементов определителя матрицы A:

 

= (−1)1+2 M

 

 

 

 

M

11

=

 

13

 

=13

A = (−1)1+1 M

11

= M

11

 

=13

M

12

=

 

8

 

=8

 

 

 

A

 

12

= −M

12

= −8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

M

21

=

 

5

 

 

=5

A = (−1)2+1

M

21

 

= −M

21

= −5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

22

=

 

3

 

= 3

A

= (−1)2+2

M

22

= M

22

= 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составляем из них матрицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

−8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)=

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ij

 

−5

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим присоединенную матрицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

13 −8

 

13

−5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−5

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим обратную матрицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

−5

 

 

−13

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

~

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

~

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

=

 

 

 

A

=

 

 

 

 

 

 

 

 

A = −A = −

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

(−1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−8

 

3

 

 

8

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверяем правильность вычисления обратной матрицы A−1 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A−1 A

−13

 

 

5

3 5

 

−39 + 40

− 65 + 65

=

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 − 24

 

40

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3

8 13

 

 

 

−39

 

 

 

 

 

 

 

 

24

Значит, A−1

−13

5

.

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.4. Найти матрицу, обратную к A =

2

3

6

 

с помощью присоединенной матрицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

− 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим определитель исходной матрицы:

 

1+

2−

2+

 

3 6

 

2 6

 

2

3

 

=15 −16 − 2 = −3.

 

 

 

 

 

A

 

=

2

3

6

=1

− 2

+ 2

 

 

 

 

 

−1

− 2

1

 

− 2 1

 

−1 1

 

−1

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, матрица A невырожденная и обратная матрица A−1 существует. Находим алгебраические дополнения всех элементов определителя матрицы A:

M

 

=

 

3 6

 

=3 +12 =15

A = (−1)1+1

M

11

= M

11

=15

 

 

 

 

11

 

 

− 2 1

 

 

11

 

 

 

M

 

=

 

 

 

2

6

 

 

= 2 + 6 =8

A = (−1)1+2

M

 

 

 

= −M

 

 

= −8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

−1

1

 

 

 

 

 

12

 

 

12

 

 

 

 

12

 

M

 

=

 

 

2

 

3

 

= −4 + 3 = −1

A = (−1)1+3

M

 

 

= M

 

 

 

= −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

−1

− 2

 

13

 

 

13

 

 

13

 

 

 

M

 

=

 

2 2

 

= 2 + 4 = 6

A = (−1)2+1 M

 

 

= −M

 

 

 

= −6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

− 2

1

 

 

 

 

21

 

21

 

 

 

21

 

 

M

 

=

 

 

 

1 2

 

=1 + 2 =3

A = (−1)2+2

M

 

 

= M

 

 

 

=3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

−1

1

 

 

 

22

 

 

 

22

 

 

22

 

25

M

23

=

 

1

2

 

= −2 + 2 = 0

A

= (−1)2+3 M

 

= −M

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

−1

− 2

 

 

23

 

23

 

23

 

M31 =

 

 

2

2

 

=12 − 6 = 6

 

 

 

 

 

 

3

6

 

 

M32 =

 

 

1

2

 

= 6 − 4 = 2

 

 

 

 

 

 

 

2

6

 

 

M33 =

 

 

1

2

 

=3 − 4 = −1

 

 

 

 

 

2 3

 

 

Составляем из них матрицу:

Находим присоединенную матрицу:

A31 = (−1)3+1 M31 = M31 = 6

A32 = (−1)3+2 M32 = −M32 = −2

A33 = (−1)3+3 M33 = M33 = −1

 

 

15

−8

−1

(А

 

 

 

 

 

)=

− 6

3

0

.

ij

 

 

 

 

 

 

 

6

− 2

 

 

 

 

−1

~

15

−8

−1 Т

15 −6

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

−6

3

0

 

=

−8

3

−2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

−2

 

 

 

−1

0

−1

 

 

 

−1

 

 

Находим обратную матрицу:

 

 

 

 

 

 

15 − 6

6

−5

2

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

1

~

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

=

 

 

A =

 

 

−8

3

− 2

 

=

8/3

−1 2/3

.

 

 

A

(−3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

0

−1

 

 

1/3

0

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверяем правильность вычисления обратной матрицы A−1 :

26

 

 

 

 

15

 

− 6

6

 

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A−1 A =

 

 

−8 3

−

2

 

2

3 6

 

=

 

 

(−3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 0

−1

 

 

− 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3 0

0

 

 

1 0

0

 

 

 

 

 

 

 

= −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 −3

0

 

=

 

0 1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

0 0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

−

5

2

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A−1 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит,

 

8/3

−1

2/3

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/

3

0

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

− 4

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.5. Найти матрицу, обратную к A =

2

−3

1

 

с помощью присоединенной матрицы.

 

 

 

 

 

 

 

−3

5

1

 

 

 

 

 

 

 

(А

)=

 

−8

−5

1

 

В примере 2.8 были найдены все алгебраические дополнения определителя данной матрицы:

 

34

21

−3 .

 

 

ij

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

9

−1

 

 

 

 

 

 

 

Тогда по теореме Лапласа:

A = a11 A11 + a12 A12 + a13 A13 =3 (−8) + (−4) (−5) + 6 1 = 2 .

Определитель матрицы A отличен от нуля, следовательно, обратная матрица существует. Находим присоединенную матрицу:

27

 

 

 

 

~

 

−8 −5

1 T

 

−8

34 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

34 21

−3

 

=

 

−5

21 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

1

 

 

 

Находим обратную матрицу:

 

 

 

 

 

14 9

 

 

 

 

−3 −1

 

 

 

 

 

 

−8 34

14

 

 

 

− 4

17

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

1

~

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

=

 

A =

 

 

−5 21

9

 

=

−5/ 2

21/ 2

9/ 2

 

 

A

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 −3

 

 

 

 

1/ 2

−3/ 2

−1/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

Проверяем правильность вычисления обратной матрицы A−1 , исходя из определения:

 

 

 

 

 

 

 

 

−4

17

7

3

−4 6

1 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

−5/ 2

21/ 2

9/ 2

 

2

−3 1

 

 

0 1

0

 

 

 

 

 

 

 

A−1A =

 

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ 2 −3/ 2

−1/ 2

 

−3

5 1

 

 

0 0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 4

17

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит A

−1

=

 

−5/ 2

21/ 2

9/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ 2

−3/ 2

−1/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элементарные преобразования матрицы:

1.Перестановка строк (столбцов) матрицы.

2.Умножение всех элементов какой-либо строки (столбца) на действительное число, не равное нулю.

3.Прибавление к каждому элементу какой-либо строки (столбца) соответствующих элементов другой строки (столбца), умноженных на действительное число.

Определение. Две матрицы называются эквивалентными, если одна получается из другой с помощью конечного

числа элементарных преобразований.

Для обозначения эквивалентности матриц применяется знак эквивалентности ~. Эквивалентность матриц А и В записывается следующим образом: A ~ B .

Алгоритм вычисления обратной матрицы A−1 с помощью элементарных преобразований:

1. Приписываем к исходной матрице A справа единичную матрицу того же порядка, разделяя их чертой:

28

(A | E).

2.С помощью элементарных преобразований или только строк или только столбцов приводим левую матрицу к единичной, совершая одновременно точно такие преобразования над правой матрицей:

 

 

 

 

 

(E | B).

3.

Полученная справа от вертикальной черты квадратная матрица является обратной к исходной матрице:

 

 

 

 

 

A−1 = B .

4.

Проверяем правильность вычисления обратной матрицы A−1 , исходя из ее определения: A A−1 = E или A−1 A = E .

 

Пример 3.6. Найти матрицу, обратную к

 

3

5

с помощью элементарных преобразований.

 

A =

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

13

 

Припишем к исходной матрице справа единичную матрицу второго порядка, разделяя их чертой:

3

5

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

8

13

 

0

1

 

 

 

 

Умножим элементы первой строки на 8, а второй - на 3:

3

5

 

1

0 8

24

40

 

8

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

8

13

 

0

1

 

3

 

24

39

 

0

3

 

 

 

 

 

 

 

Вычтем из элементов второй строки соответствующие элементы первой строки:

24

40

 

8

0

 

 

24 40

 

8 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

24

39

 

0

3

 

− I

 

0 −1

 

−8 3

 

 

 

 

 

 

 

Умножим элементы первой строки на 1/8, а второй - на (-1) :

24 40

 

8 0 1/8

3

5

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

0 −1

 

−8 3

 

(−1)

 

0

1

 

8

−3

 

 

 

 

 

 

 

Вычтем из элементов первой строки соответствующие элементы второй строки, умноженные на 5:

29

 

3 5

 

1

0 −5II

 

3

0

 

 

 

−39 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

0

1

 

8

 

 

0 1

 

−3

 

 

 

−3

Умножим элементы первой строки на 1/3:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

 

 

−39 15 1/3

~

1

0

 

 

 

−13 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

0

1

 

8

 

 

 

 

 

1

 

 

 

8

 

 

 

−3

 

 

0

 

 

−3

Проверочные действия студентам предлагается выполнить самостоятельно. Значит, A−1

−13

5

.

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

−3

 

 

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.7. Найти матрицу, обратную к A =

2

3

6

 

с помощью элементарных преобразований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

− 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Припишем к исходной матрице справа единичную матрицу третьего порядка, разделяя их чертой:

 

 

1

2

2

 

 

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

6

 

 

0

1

0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

− 2

1

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычтем из элементов второй строки соответствующие элементы первой строки, умноженные на два, и прибавим к

элементам третьей строки соответствующие элементы первой строки:

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

1

0

0

 

1 2

2

 

1

0

0

 

 

 

 

2

3

6

 

0

1

0

 

 

 

0

−1

2

 

− 2

1

0

 

 

 

 

− 2I ~

 

.

 

−1

− 2 1

 

0

0

1

 

+ I

 

0

0

3

 

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

Умножим элементы третьей строки на 1/3:

30

1

2

2

 

1

0

0

 

1 2

2

 

1 0

0

 

 

 

 

0 −1 2

 

− 2

1

0

 

 

 

0

−1 2

 

− 2 1

0

 

 

 

 

 

~

 

.

 

0

0

3

 

1

0

1

 

1/3

 

0

0

1

 

1/3 0

 

 

 

 

 

 

 

1/3

Вычтем из элементов первой строки и второй строки соответствующие элементы третьей строки, умноженные на 2:

1

2

2

 

1

0

0

− 2III

1

2

0

 

1/3

0

− 2/3

 

 

 

 

0

−1 2

 

− 2

1

0

 

− 2III

 

0

−1 0

 

−8/3

1

− 2/3

 

 

 

 

~

 

.

 

0 0

1

 

1/3

0

1/3

 

 

 

0 0

1

 

1/3

0

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

Прибавим к элементам первой строки соответствующие элементы второй строки, умноженные на 2:

1

2

0

 

1/3

0

− 2/3 + 2II

1

0

0

 

−5 2

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

−1 0

 

−8/3

1

− 2/3

 

~

0

−1 0

 

−8/3 1

− 2/3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1/3

0

1/3

 

 

0 0

1

 

1/3 0

1/3

 

 

 

 

 

 

 

Умножим элементы второй строки на (-1):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0

 

−5 2

−2

1 0 0

 

−5

2 −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 −1 0

 

−8/3 1

−2/3

 

(−1) ~

0 1 0

 

8/3

−1 2/3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0 1

 

1/3 0

1/3

 

 

0 0 1

 

1/3

0 1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−5

2

− 2

 

 

Проверочные действия студентам предлагается выполнить самостоятельно. Значит, A−1

 

 

 

 

 

 

=

8/3

−1

2/3

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/3

0

1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НАЧАЛО ТЕМЫ

СОДЕРЖАНИЕ

31