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conradocampetella
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Cálculo de la inversa de una matriz utilizando la matriz de cofactores y el determinante.
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Clculo de la inversa de una MatrizSea una matriz queremos saber como calcular su inversa .Sabemos que . Clculo por el determinantePara poder obtener la inversa de una matriz con ste mtodo, debemos primero definir algunos elementos:Determinante de una matriz: Definiremos el mismo para matrices de orden 1, 2 y 3. Orden 1: Sea entonces el determinante de se escribe .Orden 2: Sea entonces el determinante de es:
Orden 3: Sea entonces el determinante de queda definido mediante la regla de Sarrus de la siguiente manera:
Matriz Adjunta o de cofactores:Sea una matriz cuadrada definimos a su matriz de adjunta o de cofactores tal que:
Debido a que de esta definicin no podemos calcular directamente la matriz de cofactores, la definiremos mediante la siguiente frmula. Sea un elemento de se define para cada y la matriz como la matriz de orden obtenida a partir de eliminando la fila y la columna . Y se define la cantidad:
Luego los componentes de la matriz de adjuntos o cofactores son los elementos Por ejemplo sea entonces la matriz de cofactores .Inversa de una matriz mediante el clculo de su determinanteSea una matriz cuadrada y su matriz adjunta. Definimos:
Como ejemplo del mtodo utilizaremos las matrices y que definimos al principio.Comencemos con:
B=23
12
Calculemos el determinante de la matrizB
detB= 1
Determinante de la matrizBes distinto de cero, entonces la matriz invertibleB-1existe. Para resolver una matriz invertible calculemos los menores y cofactores de la matrizB
Calculemos un menor 1,1y cofactor C1,1de A1,1. En la matrizBeliminemos la fila 1 y columna 1.1,1=2
=2
C1,1= (-1)1+11,1=2
Calculemos un menor 1,2y cofactor C1,2de A1,2. En la matrizAeliminemos la fila 1 y columna 2.1,2=1
=1
C1,2= (-1)1+21,2=-1
Calculemos un menor 2,1y cofactor C2,1de A2,1. En la matrizAeliminemos la fila 2 y columna 1.2,1=3
=3
C2,1= (-1)2+12,1=-3
Calculemos un menor 2,2y cofactor C2,2de A2,2. En la matrizAeliminemos la fila 2 y columna 2.2,2=2
=2
C2,2= (-1)2+22,2=2
Apuntemos una matriz de cofactores:
C=2-1
-32
Transpuesta de la matriz cofactores:
CT=2-3
-12
Resolvamos una matriz invertible.B-1=CT=
detB
2-3
-12
Observamos que los 2 mtodos nos entregan la misma matriz .
Calculemos ahora utilizando ste mtodo.A=121
011
021
Calculemos el determinante de la matrizA
detA= -1
Determinante de la matrizAes distinto de cero, entonces la matriz invertibleA-1existe. Para resolver una matriz invertible calculemos los menores y cofactores de la matrizA
Calculemos un menor 1,1y cofactor C1,1de A1,1. En la matrizAeliminemos la fila 1 y columna 1.1,1=11
21
=-1
C1,1= (-1)1+11,1=-1
Calculemos un menor 1,2y cofactor C1,2de A1,2. En la matrizAeliminemos la fila 1 y columna 2.1,2=01
01
=0
C1,2= (-1)1+21,2=0
Calculemos un menor 1,3y cofactor C1,3de A1,3. En la matrizAeliminemos la fila 1 y columna 3.1,3=01
02
=0
C1,3= (-1)1+31,3=0
Calculemos un menor 2,1y cofactor C2,1de A2,1. En la matrizAeliminemos la fila 2 y columna 1.2,1=21
21
=0
C2,1= (-1)2+12,1=0
Calculemos un menor 2,2y cofactore C2,2de A2,2. En la matrizAeliminemos la fila 2 y columna 2.2,2=11
01
=1
C2,2= (-1)2+22,2=1
Calculemos un menor 2,3y cofactor C2,3de A2,3. En la matrizAeliminemos la fila 2 y columna 3.2,3=12
02
=2
C2,3= (-1)2+32,3=-2
Calculemos un menor 3,1y cofactor C3,1de A3,1. En la matrizAeliminemos la fila 3 y columna 1.3,1=21
11
=1
C3,1= (-1)3+13,1=1
Calculemos un menor 3,2y cofactor C3,2de A3,2. En la matrizAeliminemos la fila 3 y columna 2.3,2=11
01
=1
C3,2= (-1)3+23,2=-1
Calculemos un menor 3,3y cofactor C3,3de A3,3. En la matrizAeliminemos la fila 3 y columna 3.3,3=12
01
=1
C3,3= (-1)3+33,3=1
Apuntemos una matriz de cofactores:
C=-100
01-2
1-11
Transpuesta de la matriz cofactores:
CT=-101
01-1
0-21
Resolvamos una matriz invertible.A-1=CT=
detA
10-1
0-11
02-1
Observamos que ste mtodo nos entrega la misma que el mtodo de Gauss-Jordan