Caută orice pe EduBro Lecții · Exerciții · Materii · Lucrările tale
Matematică

A = [[-1, 3,5], [0,1, 2],[4, 6,-1]] este o matrice de ordinul 3 ,sa se afle inversa matricei?

Profesor EduBro AI

Răspuns verificat

Perfect! Avem o matrice de ordinul 3 și trebuie să-i aflăm inversa. Hai să o rezolvăm pas cu pas, exact ca la clasă! 📐

• --

🔍 Ce ni se cere?

Să calculăm inversa matricei A , adică matricea A^{-1} cu proprietatea:

A \cdot A^{-1} = A^{-1} \cdot A = I_3

unde I_3 este matricea unitate de ordin 3.

• --

💡 Ce știm deja?

Pentru o matrice pătratică A , inversa există doar dacă \det(A) \neq 0 .

Formula de calcul:

A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \cdot A^*

unde A^* este matricea adjunctă (transpusa matricei cofactorilor).

Pașii de urmat:

1. Calculăm \det(A) (cu regula lui Sarrus).

2. Dacă \det(A) \neq 0 , calculăm matricea cofactorilor.

3. Transpunem matricea cofactorilor → obținem adjuncta A^* .

4. Împărțim fiecare element din A^* la \det(A) .

• --

🧭 Cum gândim?

Matricea noastră este:

A = \begin{pmatrix} -1 & 3 & 5 \\ 0 & 1 & 2 \\ 4 & 6 & -1 \end{pmatrix}

Pasul 1: Verificăm dacă e inversabilă (calculăm determinantul).

Pasul 2: Dacă da, calculăm cofactorii pentru fiecare element.

Pasul 3: Formăm adjuncta și împărțim la determinant.

• --

• �� Rezolvarea completă

Pasul 1: Calculăm determinantul cu regula lui Sarrus

Scriem matricea și repetăm primele două coloane la dreapta:

\begin{vmatrix} -1 & 3 & 5 \\ 0 & 1 & 2 \\ 4 & 6 & -1 \end{vmatrix}

Produsele pe diagonalele principale ( ↘ ):

• (-1) \cdot 1 \cdot (-1) = 1

• 3 \cdot 2 \cdot 4 = 24

• 5 \cdot 0 \cdot 6 = 0

Suma: 1 + 24 + 0 = 25

Produsele pe diagonalele secundare ( ↙ ):

• 5 \cdot 1 \cdot 4 = 20

• (-1) \cdot 2 \cdot 6 = -12

• 3 \cdot 0 \cdot (-1) = 0

Suma: 20 + (-12) + 0 = 8

\det(A) = 25 - 8 = 17

Deci \det(A) = 17 \neq 0 → matricea este inversabilă. ✅

• --

Pasul 2: Calculăm matricea cofactorilor

Pentru fiecare element a_{ij} , cofactorul este:

C_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}

unde M_{ij} este minorul (determinantul matricei rămase după eliminarea liniei i și coloanei j ).

Cofactorul C_{11} (eliminăm linia 1, coloana 1):

M_{11} = \begin{vmatrix} 1 & 2 \\ 6 & -1 \end{vmatrix} = 1 \cdot (-1) - 2 \cdot 6 = -1 - 12 = -13

C_{11} = (+1) \cdot (-13) = -13

Cofactorul C_{12} (eliminăm linia 1, coloana 2):

M_{12} = \begin{vmatrix} 0 & 2 \\ 4 & -1 \end{vmatrix} = 0 \cdot (-1) - 2 \cdot 4 = 0 - 8 = -8

C_{12} = (-1) \cdot (-8) = 8

Cofactorul C_{13} (eliminăm linia 1, coloana 3):

M_{13} = \begin{vmatrix} 0 & 1 \\ 4 & 6 \end{vmatrix} = 0 \cdot 6 - 1 \cdot 4 = 0 - 4 = -4

C_{13} = (+1) \cdot (-4) = -4

Cofactorul C_{21} (eliminăm linia 2, coloana 1):

M_{21} = \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 6 & -1 \end{vmatrix} = 3 \cdot (-1) - 5 \cdot 6 = -3 - 30 = -33

C_{21} = (-1) \cdot (-33) = 33

Cofactorul C_{22} (eliminăm linia 2, coloana 2):

M_{22} = \begin{vmatrix} -1 & 5 \\ 4 & -1 \end{vmatrix} = (-1) \cdot (-1) - 5 \cdot 4 = 1 - 20 = -19

C_{22} = (+1) \cdot (-19) = -19

Cofactorul C_{23} (eliminăm linia 2, coloana 3):

M_{23} = \begin{vmatrix} -1 & 3 \\ 4 & 6 \end{vmatrix} = (-1) \cdot 6 - 3 \cdot 4 = -6 - 12 = -18

C_{23} = (-1) \cdot (-18) = 18

Cofactorul C_{31} (eliminăm linia 3, coloana 1):

M_{31} = \begin{vmatrix} 3 & 5 \\ 1 & 2 \end{vmatrix} = 3 \cdot 2 - 5 \cdot 1 = 6 - 5 = 1

C_{31} = (+1) \cdot 1 = 1

Cofactorul C_{32} (eliminăm linia 3, coloana 2):

M_{32} = \begin{vmatrix} -1 & 5 \\ 0 & 2 \end{vmatrix} = (-1) \cdot 2 - 5 \cdot 0 = -2 - 0 = -2

C_{32} = (-1) \cdot (-2) = 2

Cofactorul C_{33} (eliminăm linia 3, coloana 3):

M_{33} = \begin{vmatrix} -1 & 3 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} = (-1) \cdot 1 - 3 \cdot 0 = -1 - 0 = -1

C_{33} = (+1) \cdot (-1) = -1

Matricea cofactorilor este:

C = \begin{pmatrix} -13 & 8 & -4 \\ 33 & -19 & 18 \\ 1 & 2 & -1 \end{pmatrix}

• --

Pasul 3: Calculăm adjuncta (transpusa matricei cofactorilor)

A^* = C^T = \begin{pmatrix} -13 & 33 & 1 \\ 8 & -19 & 2 \\ -4 & 18 & -1 \end{pmatrix}

• --

Pasul 4: Calculăm inversa

A^{-1} = \frac{1}{17} \cdot A^* = \frac{1}{17} \begin{pmatrix} -13 & 33 & 1 \\ 8 & -19 & 2 \\ -4 & 18 & -1 \end{pmatrix}

\boxed{

A^{-1} = \begin{pmatrix} -\frac{13}{17} & \frac{33}{17} & \frac{1}{17} \ 4pt] \frac{8}{17} & -\frac{19}{17} & \frac{2}{17} \ 4pt] -\frac{4}{17} & \frac{18}{17} & -\frac{1}{17} \end{pmatrix}

}

• --

🔁 Verifică-te!

Ca să verifici dacă ai calculat corect, poți înmulți A \cdot A^{-1} și ar trebui să obții matricea unitate:

A \cdot A^{-1} = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}

Exercițiu similar pentru tine:

Calculați inversa matricei:

B = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 5 & 3 \end{pmatrix}

Indiciu: Pentru o matrice 2×2, inversa este:

B^{-1} = \frac{1}{\det(B)} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}

dacă B = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} .

• --

Dacă ai orice întrebare pe parcurs, nu ezita să întrebi! 😊📐

Alte întrebări explicate

Cum se rezolvă o ecuație de gradul al doilea? Explică-mi mai detaliat: Celula - structura si functii Limite de șiruri și funcții: continuitate și asimptote Ce este fotosinteza și cum se produce? Ajută-mă la Matematică Ce sunt figurile de stil? Exemple explicate