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2阶矩阵的逆矩阵

对于一个二阶矩阵 \( A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} \) (其中 \( ad - bc

eq 0 \)),其逆矩阵 \( A^{-1} \) 可以通过以下公式计算:

\[ A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} \]

具体步骤如下:

计算行列式 :首先计算矩阵 \( A \) 的行列式 \( \text{det}(A) = ad - bc \)。

求伴随矩阵:

然后求矩阵 \( A \) 的伴随矩阵 \( A^* \),其元素为:

\( A_{11} = d \)

\( A_{12} = -b \)

\( A_{21} = -c \)

\( A_{22} = a \)

计算逆矩阵:

最后,利用公式 \( A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} A^* \) 计算逆矩阵。

示例

假设有一个二阶矩阵 \( A = \begin{pmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 4 \end{pmatrix} \),则:

计算行列式

\[ \text{det}(A) = (2 \times 4) - (3 \times 1) = 8 - 3 = 5 \]

求伴随矩阵

\[ A^* = \begin{pmatrix} 4 & -3 \\ -1 & 2 \end{pmatrix} \]

计算逆矩阵

\[ A^{-1} = \frac{1}{5} \begin{pmatrix} 4 & -3 \\ -1 & 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} \frac{4}{5} & -\frac{3}{5} \\ -\frac{1}{5} & \frac{2}{5} \end{pmatrix} \]

因此,矩阵 \( A \) 的逆矩阵为 \( A^{-1} = \begin{pmatrix} \frac{4}{5} & -\frac{3}{5} \\ -\frac{1}{5} & \frac{2}{5} \end{pmatrix} \)。

建议

在实际应用中,可以直接使用公式 \( A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} \) 来计算逆矩阵,而不需要手动求伴随矩阵。

确保矩阵是可逆的,即行列式 \( ad - bc

eq 0 \)。如果行列式为零,则矩阵无逆矩阵。

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