Vídeo tutorial FdeT:
Problemas resueltos: matrices
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En este vídeo vas a aprender a calcular la inversa de una
matriz usando determinantes.
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Enunciado:
Calcula la inversa de la matriz 𝐴 =
3 −2 1
1 −1 1
2 0 3
usando determinantes.
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Problemas resueltos: matrices
Recordemos que una matriz cuadrada A, tiene inversa sí y sólo sí cumple que
det 𝐴 ≠ 0
Y en tal caso la inversa de la matriz viene determinada por:
𝐴−1
=
1
det(𝐴)
𝐴𝑑𝑗(𝐴) 𝑡
Donde Adj(A) es la matriz adjunta de A, es decir la matriz que se obtiene
sustituyendo cada elemento por su adjunto.
Veamos como se calcula la inversa de la matriz A del enunciado utilizando esta
fórmula:
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Problemas resueltos: matrices
Calculamos en primer lugar el determinante de A, para saber si la matriz A tiene
inversa o no.
det 𝐴 =
3 −2 1
1 −1 1
2 0 3
= −5
Como el determinante de A es distinto de cero, se tiene que la matriz A es
invertible, es decir tiene inversa.
Vamos a calcular su inversa utilizando la fórmula que hemos visto anteriormente:
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Problemas resueltos: matrices
Recordamos que
𝐴𝑑𝑗 𝐴 =
𝑎𝑑𝑗(3) 𝑎𝑑𝑗(−2) 𝑎𝑑𝑗(1)
𝑎𝑑𝑗 1 𝑎𝑑𝑗 −1 𝑎𝑑𝑗(1)
𝑎𝑑𝑗(2) 𝑎𝑑𝑗(0) 𝑎𝑑𝑗(3)
Observamos que el adjunto de un elemento viene determinado por el
determinante que surge de eliminar su fila y su columna. Ese determinante irá
multiplicado por un factor del tipo −1 𝑖+𝑗
, siendo i la fila y j la columna del
elemento.
En la práctica, los adjuntos van con signos alternos, comenzando por el primero
que no cambia el signo.
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Problemas resueltos: matrices
Por ejemplo para hallar el adjunto del primer elemento, es decir el que ocupa la
posición (1,1) sería:
3 −2 1
1 −1 1
2 0 3
Por lo que el adjunto vendrá dado por el determinante de los elementos que están
sin tachar.
𝑎𝑑𝑗 3 =
−1 1
0 3
= −3
Para el segundo elemento, realizamos la misma operación eliminando su fila y su
columna, y teniendo en cuenta que en esta ocasión hay que cambiarle el signo, por
lo que tendríamos:
𝑎𝑑𝑗 2 = −
1 1
2 3
= −1
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Problemas resueltos: matrices
Tenemos que prestar especial atención a los signos de la matriz adjunta, ya que
éstos van alternándose.
De esta forma los elementos a los que al eliminar sus filas y sus columnas hay que
cambiarles el signo son los siguientes:
+ − +
− + −
+ − +
Se cambiarían los que van indicados con un signo negativo en la matriz anterior.
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Problemas resueltos: matrices
De esta forma tendríamos:
𝐴 =
−1 1
0 3
−
1 1
2 3
1 −1
2 0
−
−2 1
0 3
3 1
2 3
−
3 −2
2 0
−2 1
−1 1
−
3 1
1 1
3 −2
1 −1
Por lo tanto tenemos que:
𝐴𝑑𝑗 𝐴 =
−3 −1 2
6 7 −4
−1 −2 −1
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Problemas resueltos: matrices
Por lo tanto si observamos la fórmula del cálculo de la inversa de la matriz,
tendremos que:
𝐴−1 =
1
det(𝐴)
𝐴𝑑𝑗(𝐴) 𝑡 =
1
−5
−3 −1 2
6 7 −4
−1 −2 −1
𝑡
Por lo que se tiene que:
𝐴−1 =
1
−5
−3 6 −1
−1 7 −2
2 −4 −1
=
1
5
3 −6 1
1 −7 2
−2 4 1
Nótese que podemos comprobar que el resultado es correcto comprobando que:
𝐴. 𝐴−1 = 𝐼

MATRICES, PROBLEMA 01

  • 1.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices CONTENIDO DE ESTE VÍDEO TUTORIAL En este vídeo vas a aprender a calcular la inversa de una matriz usando determinantes. Visita los vídeos relacionados
  • 2.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Enunciado: Calcula la inversa de la matriz 𝐴 = 3 −2 1 1 −1 1 2 0 3 usando determinantes.
  • 3.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Recordemos que una matriz cuadrada A, tiene inversa sí y sólo sí cumple que det 𝐴 ≠ 0 Y en tal caso la inversa de la matriz viene determinada por: 𝐴−1 = 1 det(𝐴) 𝐴𝑑𝑗(𝐴) 𝑡 Donde Adj(A) es la matriz adjunta de A, es decir la matriz que se obtiene sustituyendo cada elemento por su adjunto. Veamos como se calcula la inversa de la matriz A del enunciado utilizando esta fórmula:
  • 4.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Calculamos en primer lugar el determinante de A, para saber si la matriz A tiene inversa o no. det 𝐴 = 3 −2 1 1 −1 1 2 0 3 = −5 Como el determinante de A es distinto de cero, se tiene que la matriz A es invertible, es decir tiene inversa. Vamos a calcular su inversa utilizando la fórmula que hemos visto anteriormente:
  • 5.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Recordamos que 𝐴𝑑𝑗 𝐴 = 𝑎𝑑𝑗(3) 𝑎𝑑𝑗(−2) 𝑎𝑑𝑗(1) 𝑎𝑑𝑗 1 𝑎𝑑𝑗 −1 𝑎𝑑𝑗(1) 𝑎𝑑𝑗(2) 𝑎𝑑𝑗(0) 𝑎𝑑𝑗(3) Observamos que el adjunto de un elemento viene determinado por el determinante que surge de eliminar su fila y su columna. Ese determinante irá multiplicado por un factor del tipo −1 𝑖+𝑗 , siendo i la fila y j la columna del elemento. En la práctica, los adjuntos van con signos alternos, comenzando por el primero que no cambia el signo.
  • 6.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Por ejemplo para hallar el adjunto del primer elemento, es decir el que ocupa la posición (1,1) sería: 3 −2 1 1 −1 1 2 0 3 Por lo que el adjunto vendrá dado por el determinante de los elementos que están sin tachar. 𝑎𝑑𝑗 3 = −1 1 0 3 = −3 Para el segundo elemento, realizamos la misma operación eliminando su fila y su columna, y teniendo en cuenta que en esta ocasión hay que cambiarle el signo, por lo que tendríamos: 𝑎𝑑𝑗 2 = − 1 1 2 3 = −1
  • 7.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Tenemos que prestar especial atención a los signos de la matriz adjunta, ya que éstos van alternándose. De esta forma los elementos a los que al eliminar sus filas y sus columnas hay que cambiarles el signo son los siguientes: + − + − + − + − + Se cambiarían los que van indicados con un signo negativo en la matriz anterior.
  • 8.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices De esta forma tendríamos: 𝐴 = −1 1 0 3 − 1 1 2 3 1 −1 2 0 − −2 1 0 3 3 1 2 3 − 3 −2 2 0 −2 1 −1 1 − 3 1 1 1 3 −2 1 −1 Por lo tanto tenemos que: 𝐴𝑑𝑗 𝐴 = −3 −1 2 6 7 −4 −1 −2 −1
  • 9.
    Vídeo tutorial FdeT: Problemasresueltos: matrices Por lo tanto si observamos la fórmula del cálculo de la inversa de la matriz, tendremos que: 𝐴−1 = 1 det(𝐴) 𝐴𝑑𝑗(𝐴) 𝑡 = 1 −5 −3 −1 2 6 7 −4 −1 −2 −1 𝑡 Por lo que se tiene que: 𝐴−1 = 1 −5 −3 6 −1 −1 7 −2 2 −4 −1 = 1 5 3 −6 1 1 −7 2 −2 4 1 Nótese que podemos comprobar que el resultado es correcto comprobando que: 𝐴. 𝐴−1 = 𝐼