二阶矩阵的逆矩阵公式为:
\[
\begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix}^{-1}
=
\frac{1}{ad - bc}
\begin{pmatrix}
d & -b \\
-c & a
\end{pmatrix}
\]
其中,矩阵 \( A = \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} \) 的逆矩阵 \( A^{-1} \) 存在当且仅当 \( ad - bc
eq 0 \)。
详细步骤:
求伴随矩阵
对于二阶矩阵 \( A = \begin{pmatrix}
a & b \\
c & d
\end{pmatrix} \),其伴随矩阵 \( \text{adj}(A) \) 为:
\[
\text{adj}(A) = \begin{pmatrix}
d & -b \\
-c & a
\end{pmatrix}
\]
求逆矩阵
二阶矩阵 \( A \) 的逆矩阵 \( A^{-1} \) 可以通过以下公式求得:
\[
A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \text{adj}(A)
\]
代入伴随矩阵,得到:
\[
A^{-1} = \frac{1}{ad - bc}
\begin{pmatrix}
d & -b \\
-c & a
\end{pmatrix}
\]
示例:
假设有一个二阶矩阵 \( A = \begin{pmatrix}
1 & 2 \\
3 & 4
\end{pmatrix} \),求其逆矩阵。
1. 计算行列式 \( \det(A) = 1 \cdot 4 - 2 \cdot 3 = 4 - 6 = -2 \)。
2. 由于 \( \det(A)
eq 0 \),矩阵 \( A \) 可逆。
3. 计算伴随矩阵:
\[
\text{adj}(A) = \begin{pmatrix}
4 & -2 \\
-3 & 1
\end{pmatrix}
\]
4. 计算逆矩阵:
\[
A^{-1} = \frac{1}{-2}
\begin{pmatrix}
4 & -2 \\
-3 & 1
\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}
-2 & 1 \\
\frac{3}{2} & -\frac{1}{2}
\end{pmatrix}
\]
因此,矩阵 \( A = \begin{pmatrix}
1 & 2 \\
3 & 4
\end{pmatrix} \) 的逆矩阵为 \( A^{-1} = \begin{pmatrix}
-2 & 1 \\
\frac{3}{2} & -\frac{1}{2}
\end{pmatrix} \)。