二阶矩阵的逆矩阵

时间:2025-03-08 16:39:02 手机游戏

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} \)。