设矩阵A= 1 -1 2 3 ,B=A^2-3A+2E,则B^-1=___..
设矩阵$A= 1 -1 2 3 $,$B=A^{2}-3A+2E$,则$B^{-1}=$___.
.题目解答
答案
$B=A^{2}-3A+2E= 1 -1 2 3 ^{2}-3 1 -1 2 3 +2E= -2 -1 2 0$
所以$B^{-1}= -2 -1 2 0 ^{-1}=dfrac{1}{2} 0 1 -2 -2 = 0 dfrac{1}{2} -1 -1$
.解析
考查要点:本题主要考查矩阵的运算,包括矩阵的乘法、线性组合以及逆矩阵的求解。关键在于正确进行矩阵运算并应用逆矩阵公式。
解题思路:
- 矩阵运算:先计算矩阵$A$的平方$A^2$,再结合线性组合得到矩阵$B$。
- 逆矩阵公式:对于$2 \times 2$矩阵,利用行列式和伴随矩阵直接求逆。
破题关键:
- 正确展开矩阵乘法:注意矩阵乘法的行乘列规则。
- 行列式的计算:确保行列式非零,矩阵可逆。
步骤1:确定矩阵$A$的结构
题目中矩阵$A$的元素为$1, -1, 2, 3$,排列为$2 \times 2$矩阵:
$A = \begin{bmatrix} 1 & -1 \\ 2 & 3 \end{bmatrix}$
步骤2:计算$A^2$
$A^2 = A \cdot A = \begin{bmatrix} 1 \cdot 1 + (-1) \cdot 2 & 1 \cdot (-1) + (-1) \cdot 3 \\ 2 \cdot 1 + 3 \cdot 2 & 2 \cdot (-1) + 3 \cdot 3 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -1 & -4 \\ 8 & 7 \end{bmatrix}$
步骤3:计算$3A$和$2E$
$3A = \begin{bmatrix} 3 & -3 \\ 6 & 9 \end{bmatrix}, \quad 2E = \begin{bmatrix} 2 & 0 \\ 0 & 2 \end{bmatrix}$
步骤4:求矩阵$B$
$B = A^2 - 3A + 2E = \begin{bmatrix} -1-3+2 & -4+3+0 \\ 8-6+0 & 7-9+2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -2 & -1 \\ 2 & 0 \end{bmatrix}$
步骤5:求$B$的逆矩阵
- 行列式:$\det(B) = (-2)(0) - (-1)(2) = 2$
- 伴随矩阵:$\begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -2 \end{bmatrix}$
- 逆矩阵:
$B^{-1} = \frac{1}{\det(B)} \cdot \text{伴随矩阵} = \frac{1}{2} \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ -2 & -2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & \frac{1}{2} \\ -1 & -1 \end{bmatrix}$