Обратная матрица

A⁻¹ для 2×2–5×5: алгебраические дополнения и метод Гаусса–Жордана, проверка A·A⁻¹ = E

Квадратная матрица: строки — с новой строки или через «;», числа — пробелами (десятичная запятая допустима)

Нашли ошибку или хотите предложить улучшение?

Улучшить калькулятор «Обратная матрица»

Теория

Обратная матрица \(A^{-1}\) — такая матрица, что \(A \cdot A^{-1} = A^{-1} \cdot A = E\), где E — единичная матрица. Обратная существует только у квадратных матриц с ненулевым определителем.

Для матрицы 2×2 формула короткая: присоединённая матрица получается перестановкой элементов главной диагонали и сменой знаков у побочной, затем всё делится на определитель: \(A^{-1} = \frac{1}{\det A} \cdot [d, -b; -c, a]\).

Для 3×3 используют алгебраические дополнения: \(A_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij}\), где \(M_{ij}\) — минор (определитель без строки i и столбца j). Из дополнений составляют матрицу, транспонируют её — получают присоединённую, — и делят на определитель.

Для матриц 4×4 и 5×5 удобнее метод Гаусса–Жордана: к матрице приписывают единичную и преобразованиями строк приводят левую половину к единичной — справа остаётся обратная.

Важно: результат стоит проверять умножением: у верного ответа \(A \cdot A^{-1}\) даёт единичную матрицу.

Пример с решением

  1. Условие. Найти обратную к A = [4 7; 2 6].
  2. Определитель. det A = 4·6 − 7·2 = 10 — не равен нулю, обратная есть.
  3. Присоединённая матрица. Меняем диагональ и знаки побочной: [6 −7; −2 4].
  4. Деление. Делим каждый элемент на 10: A⁻¹ = [0,6 −0,7; −0,2 0,4].
  5. Ответ. Проверка: A · A⁻¹ = [1 0; 0 1] — единичная матрица, всё верно.

Главное

  • \(A \cdot A^{-1} = E\); при det A = 0 обратной матрицы не существует.
  • 2×2 и 3×3 — алгебраические дополнения, 4×4 и 5×5 — метод Гаусса–Жордана.
  • Проверка умножением — обязательный шаг.