Inverso de una fórmula matricial

Una array es un arreglo rectangular de números enteros que se divide en filas y columnas. Es un conjunto de números enteros que se organizan en un número definido de filas y columnas. El número de filas y columnas en una array se conoce como su dimensión u orden. Una array se ilustra mediante la array de números enteros a continuación. 

\begin{bmatrix} 1 & 2 & 3\\ 8 & 4 & 5 \\ 2 & 6 & 7 \\ 12 & 6 & 3 \end{bmatrix}

Por convención, las filas se enumeran primero, seguidas de las columnas. Así, el tamaño (u orden) de la array anterior es 4 x 3, lo que indica que contiene 4 filas y 3 columnas. Los elementos de la array son números que aparecen en las filas y columnas de una array. El elemento de la primera columna de la primera fila de la array anterior es 1; el elemento de la segunda columna de la primera fila es 2; y así.

Inversa de una array

La inversa de una array es otra array que, cuando se multiplica por la array dada, produce la identidad multiplicativa. Para una array A y su inversa de A -1 , la propiedad de identidad se cumple.

AA -1 = A -1 A = I, donde I es la array identidad.

Terminología básica

La terminología que se enumera a continuación puede ayudarlo a comprender el inverso de una array de manera más clara y sencilla.

  • Menor: El menor se define para cada elemento de la array. El determinante producido después de eliminar la fila y la columna que contiene este elemento es el menor de ese elemento. Para una array  A=\begin{bmatrix} 1 & 2 & 3\\ 4 & 5 & 6 \\ 2 & 6 & 7 \\ \end{bmatrix}  , el menor del primer elemento 1 es,  a_{11}=\begin{bmatrix}5&6\\6&7 \end{bmatrix}  .
  • Cofactor: El cofactor de un elemento se calcula multiplicando el menor con -1 por el exponente de la suma de los elementos de fila y columna en la representación del orden del elemento.

Cofactor de a ij = (-1) i+j M ij , donde M ij es el menor de ese elemento

  • Determinante: El determinante de la array es igual a la suma del producto de los elementos y sus cofactores de una fila o columna específica de la array.
  • Adjunto de Matrix: El adjunto de una array es la transpuesta de la array del elemento cofactor de la array.

Inverso de una fórmula matricial

La inversa de la array A, es decir, A -1 , se calcula mediante la fórmula de la inversa de la array, que consiste en dividir el adjunto de una array por su determinante. 

A^{-1}=\frac{\text{Adj A}}{|A|}

dónde,

adj A = adjunto de la array A

|A| = determinante de la array A

La inversa de una array A se puede calcular siguiendo los pasos a continuación:

Paso 1: Determinar los menores de todos los elementos A.

Paso 2: Luego, calcule los cofactores de todos los elementos y construya la array de cofactores sustituyendo los elementos de A con sus respectivos cofactores.

Paso 3: Tome la transpuesta de la array cofactor de A para encontrar su adjunto (escrito como adj A).

Paso 4: Multiplica adj A por el recíproco del determinante.

Ejemplo: Encuentra la inversa de la array  A=\left[\begin{array}{ccc}4 & 3 & 8\\6 & 2 & 5\\1 & 5 & 9\end{array}\right]   usando la fórmula.

Tenemos, A=\left[\begin{array}{ccc}4 & 3 & 8\\6 & 2 & 5\\1 & 5 & 9\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}-7 & -49 & 28\\13 & 28 & -17\\-1 & 28 & -10\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 4(18–25) – 3(54–5) + 8(30–2)

= 49

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{49}\left[\begin{array}{ccc}-7 & -49 & 28\\13 & 28 & -17\\-1 & 28 & -10\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}- \frac{1}{7} & \frac{13}{49} & - \frac{1}{49}\\-1 & \frac{4}{7} & \frac{4}{7}\\\frac{4}{7} & - \frac{17}{49} & - \frac{10}{49}\end{array}\right]

Problemas de muestra

Pregunta 1. Encuentra la inversa de la array  A=\left[\begin{array}{ccc}2 & 3 & 1\\1 & 1 & 2\\2 & 3 & 4\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}2 & 3 & 1\\1 & 1 & 2\\2 & 3 & 4\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}-2 & -9 & 5\\0 & 6 & -3\\1 & 0 & -1\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 2(4–6) – 3(4–4) + 1(3–2)

= –3

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{-3}\left[\begin{array}{ccc}-2 & -9 & 5\\0 & 6 & -3\\1 & 0 & -1\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}\frac{2}{3} & 3 & - \frac{5}{3}\\0 & -2 & 1\\- \frac{1}{3} & 0 & \frac{1}{3}\end{array}\right]

Pregunta 2. Encuentra la inversa de la array A= \left[\begin{array}{ccc}6 & 2 & 3\\0 & 0 & 4\\2 & 0 & 0\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}6 & 2 & 3\\0 & 0 & 4\\2 & 0 & 0\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}0 & 0 & 8\\8 & -6 & -24\\0 & 4 & 0\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 6(0–4) – 2(0–8) + 3(0–0)

= 16

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{16}\left[\begin{array}{ccc}0 & 0 & 8\\8 & -6 & -24\\0 & 4 & 0\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}0 & 0 & \frac{1}{2}\\\frac{1}{2} & - \frac{3}{8} & - \frac{3}{2}\\0 & \frac{1}{4} & 0\end{array}\right]

Pregunta 3. Encuentra la inversa de la array A= \left[\begin{array}{ccc}1 & 2 & 3\\0 & 1 & 4\\0 & 0 & 1\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}1 & 2 & 3\\0 & 1 & 4\\0 & 0 & 1\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}1 & -2 & 5\\0 & 1 & -4\\0 & 0 & 1\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 1(1–0) – 2(0–0) + 3(0–0)

= 1

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{1}\left[\begin{array}{ccc}1 & -2 & 5\\0 & 1 & -4\\0 & 0 & 1\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}1 & -2 & 5\\0 & 1 & -4\\0 & 0 & 1\end{array}\right]

Pregunta 4. Encuentra la inversa de la array A= \left[\begin{array}{ccc}1 & 2 & 3\\2 & 1 & 4\\3 & 4 & 1\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}1 & 2 & 3\\2 & 1 & 4\\3 & 4 & 1\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}-15 & 10 & 5\\10 & -8 & 2\\5 & 2 & -3\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 1(1–16) – 2(2–12) + 3(8–3)

= 20

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{20}\left[\begin{array}{ccc}-15 & 10 & 5\\10 & -8 & 2\\5 & 2 & -3\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}- \frac{3}{4} & \frac{1}{2} & \frac{1}{4}\\\frac{1}{2} & - \frac{2}{5} & \frac{1}{10}\\\frac{1}{4} & \frac{1}{10} & - \frac{3}{20}\end{array}\right]

Pregunta 5. Encuentra la inversa de la array A= \left[\begin{array}{ccc}2 & 3 & 4\\1 & 2 & 3\\1 & 1 & 0\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}2 & 3 & 4\\1 & 2 & 3\\1 & 1 & 0\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A =\left[\begin{array}{ccc}-3 & 4 & 1\\3 & -4 & -2\\-1 & 1 & 1\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 2(0–3) – 3(0–3) + 4(1–2)

= –1

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{-1}\left[\begin{array}{ccc}-3 & 4 & 1\\3 & -4 & -2\\-1 & 1 & 1\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}3 & -4 & -1\\-3 & 4 & 2\\1 & -1 & -1\end{array}\right]

Pregunta 6. Encuentra la inversa de la array A= \left[\begin{array}{ccc}3 & 5 & 7\\5 & 7 & 9\\8 & 9 & 9\end{array}\right]   usando la fórmula.

Solución:

Tenemos,

A=\left[\begin{array}{ccc}3 & 5 & 7\\5 & 7 & 9\\8 & 9 & 9\end{array}\right]

Encuentre el adjunto de la array A calculando los cofactores de cada elemento y luego obteniendo la transpuesta de la array del cofactor.

adj A = \left[\begin{array}{ccc}-18 & 18 & -4\\27 & -29 & 8\\-11 & 13 & -4\end{array}\right]

Encuentre el valor del determinante de la array.

|A| = 3(63–81) – 5(45–72) + 7(45–56)

= 4

Entonces, la inversa de la array es,

A –1\frac{1}{4}\left[\begin{array}{ccc}-18 & 18 & -4\\27 & -29 & 8\\-11 & 13 & -4\end{array}\right]

\left[\begin{array}{ccc}- \frac{9}{2} & \frac{9}{2} & -1\\\frac{27}{4} & - \frac{29}{4} & 2\\- \frac{11}{4} & \frac{13}{4} & -1\end{array}\right]

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por jatinxcx y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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