§ 8. Еще раз об обратной матрице

Если квадратная матрица имеет второй или третий порядок, то обратную к ней найти очень просто. Это можно сделать практически устно, используя алгебраические дополнения. Если же матрица имеет более высокий порядок, то алгебраические дополнения устно считать уже затруднительно, да и количество их растет. Например, для вычисления обратной к матрице четвертого порядка надо найти один определитель четвертого порядка и 16 определителей третьего. Разберем сейчас ещё один способ вычисления обратной матрицы.

Пусть – невырожденная квадратная матрица -го порядка. Обратную к ней можно найти как решение матричного уравнения

. (2.26)

Обозначим -й столбец матрицы , – - столбец матрицы , . Тогда уравнение (2.26) можно преобразовать так:

{(2.26)} { } { } { }.

Таким образом, матричное уравнение (2.26) равносильно системе

(2.27)

состоящей из систем линейных уравнений с одной и той же невырожденной матрицей . Каждую из этих систем можно решить методом Гаусса, приводя элементарными преобразованиями над строками (или методом опорного элемента) матрицу к единичной (столбец при этом переходит в некоторый столбец ):

{ } { } { }.

Тогда .

Так как в (2.27) все системы имеют одну и ту же матрицу, то нет необходимости преобразовывать отдельно расширенную матрицу каждой из этих систем, а можно это сделать вместе, записав матрицу и преобразовывая сразу и матрицу , и все столбцы .

Из вышесказанного вытекает правило нахождения обратной матрицы: записываем расширенную матрицу и, применяя элементарные преобразования только к строкам, приводим матрицу к единичной. При этом матрица приводится к : .