方法一:使用伴随阵
- 先求矩阵 A 的伴随矩阵 Adj(A)。
首先,计算矩阵 A 的代数余子式 A11, A12, A13, A21, A22, A23, A31, A32, A33。
A11 = (-1)^(1+1) * det([[-1, 4], [2, -4]]) = -2
A12 = (-1)^(1+2) * det([[2, 4], [-1, -4]]) = 6
A13 = (-1)^(1+3) * det([[2, -1], [-1, 2]]) = 3
A21 = (-1)^(2+1) * det([[3, 4], [2, -4]]) = 16
A22 = (-1)^(2+2) * det([[1, 3], [-1, -4]]) = 1
A23 = (-1)^(2+3) * det([[1, -1], [-1, 2]]) = 3
A31 = (-1)^(3+1) * det([[3, -1], [2, 4]]) = -14
A32 = (-1)^(3+2) * det([[1, 3], [2, 4]]) = -10
A33 = (-1)^(3+3) * det([[1, -1], [3, 2]]) = 5
然后,将这些代数余子式组成矩阵的转置矩阵,就得到了矩阵 A 的伴随矩阵 Adj(A)。
Adj(A) = [[-2, 16, -14], [6, 1, -10], [3, 3, 5]] - 计算矩阵 A 的行列式 det(A)。
det(A) = 1(-1)(-4) + 24(-1) + (-1)23 = 1 - 计算矩阵 A 的逆矩阵 A^-1。
A^-1 = (1/det(A)) * Adj(A) = [[-2, 16, -14], [6, 1, -10], [3, 3, 5]]
方法二:使用初等行变换
- 将矩阵 A 和单位矩阵 I 相拼接,组成增广矩阵 [A|I]。
[A|I] = [[1, -1, 3, 1, 0, 0], [2, -1, 4, 0, 1, 0], [-1, 2, -4, 0, 0, 1]] - 对矩阵 [A|I] 进行初等行变换,将矩阵 A 变换成单位矩阵。
(1) 将第1行乘以2,并加到第2行上:[A|I] ~ [[1, -1, 3, 1, 0, 0], [0, 1, 10, 2, 1, 0], [-1, 2, -4, 0, 0, 1]]
(2) 将第1行加上第3行,并将结果作为新的第3行:[[1, -1, 3, 1, 0, 0], [0, 1, 10, 2, 1, 0], [0, 1, -1, 1, 0, 1]]
(3) 将第2行减去第3行,并将结果作为新的第2行:[[1, -1, 3, 1, 0, 0], [0, 0, 11, 1, 1, -1], [0, 1, -1, 1, 0, 1]]
(4) 将第2行乘以11,并加到第3行上:[[1, -1, 3, 1, 0, 0], [0, 0, 11, 1, 1, -1], [0, 0, 10, 12, 1, 10]]
(5) 将第3行除以10:[[1, -1, 3, 1, 0, 0], [0, 0, 11, 1, 1, -1], [0, 0, 1, 6/5, 1/10, 1]]
此时,矩阵 [A|I] 变成了 [I|A^-1] 的形式,即
[I|A^-1] = [[1, 0, 0, -11/10, -1/110, 7/110], [0, 1, 0, -1/10, -1/110, 1/110], [0, 0, 1, 6/5, 1/10, 1]]
所以,矩阵 A 的逆矩阵为 A^-1 = [[-11/10, -1/110, 7/110], [-1/10, -1/110, 1/110], [6/5, 1/10, 1]].
作者:ukyo--BlackJesus