Вычисление обратной матрицы методом элементарных преобразований

Предположим, что матрица A - неособенная и рассмотрим метод нахождения обратной матрицы, основанный на элементарных операциях над строками.

В данном контексте под элементарными преобразованиями понимается:

1. Умножение строки на любое ненулевое число.
2. Прибавление к одной строке любой другой, предварительно умноженной на любое число.

Алгоритм метода чрезвычайно прост по своей сути.

Сначала составляется расширенная матрица – присоединением к матрице A единичной матрицы E:

Затем с помощью элементарных операций над строками расширенная матрица (A | E) преобразуется к виду (E | B).

С формальной точки зрения такие преобразования могут быть реализованы умножением на матрицу A некоторой матрицы T, которая представляет собой произведение соответствующих элементарных матриц (матрицы перестановки, матрицы масштабирования, неунитарной матрицы):

TA = E.

Это уравнение означает, что матрица преобразования T представляет собой обратную матрицу для матрицы A:

T = A ^-1.

Тогда TE = A ^-1 и, следовательно,

A ^-1= B

Пример. Найти обратную матрицу для матрицы .

Решение. Преобразуем расширенную матрицу:

Вычтем из первой строки удвоенную вторую строку:

Затем вычтем первую строку из второй строки:

Разделим вторую строку на 2:

Следовательно,

Проверка:

Дата добавления: 2014-12-16