题目
2 2 37-|||-(4)已知 A= 1 -1 ,则 ^-1= __-|||--1 2 1

题目解答
答案

解析
步骤 1:构造增广矩阵
构造增广矩阵 $[A|I]$,其中 $I$ 是单位矩阵,$A$ 是给定的矩阵。增广矩阵为:
$$
\left [ \begin{matrix} 2 & 2 & 3 & | & 1 & 0 & 0\\ 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ -1 & 2 & 1 & | & 0 & 0 & 1\end{matrix} \right ]
$$
步骤 2:进行初等行变换
对增广矩阵进行初等行变换,目标是将左侧的矩阵 $A$ 变换为单位矩阵 $I$,右侧的矩阵 $I$ 将变为 $A^{-1}$。具体步骤如下:
- 交换第一行和第二行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 2 & 2 & 3 & | & 1 & 0 & 0\\ -1 & 2 & 1 & | & 0 & 0 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行减去第一行的2倍,第三行加上第一行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 4 & 3 & | & 1 & -2 & 0\\ 0 & 1 & 1 & | & 0 & 1 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行减去第三行的4倍,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 1 & | & 0 & 1 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第三行加上第二行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 第一行加上第三行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行乘以-1,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 0 & 1 & | & -1 & 6 & 4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 交换第二行和第三行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\\ 0 & 0 & 1 & | & -1 & 6 & 4\end{matrix} \right ]
$$
步骤 3:得到逆矩阵
左侧的矩阵已经变为单位矩阵,右侧的矩阵即为 $A^{-1}$。
构造增广矩阵 $[A|I]$,其中 $I$ 是单位矩阵,$A$ 是给定的矩阵。增广矩阵为:
$$
\left [ \begin{matrix} 2 & 2 & 3 & | & 1 & 0 & 0\\ 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ -1 & 2 & 1 & | & 0 & 0 & 1\end{matrix} \right ]
$$
步骤 2:进行初等行变换
对增广矩阵进行初等行变换,目标是将左侧的矩阵 $A$ 变换为单位矩阵 $I$,右侧的矩阵 $I$ 将变为 $A^{-1}$。具体步骤如下:
- 交换第一行和第二行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 2 & 2 & 3 & | & 1 & 0 & 0\\ -1 & 2 & 1 & | & 0 & 0 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行减去第一行的2倍,第三行加上第一行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 4 & 3 & | & 1 & -2 & 0\\ 0 & 1 & 1 & | & 0 & 1 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行减去第三行的4倍,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 1 & | & 0 & 1 & 1\end{matrix} \right ]
$$
- 第三行加上第二行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & -1 & 0 & | & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 第一行加上第三行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 0 & -1 & | & 1 & -6 & -4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 第二行乘以-1,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 0 & 1 & | & -1 & 6 & 4\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\end{matrix} \right ]
$$
- 交换第二行和第三行,得到:
$$
\left [ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 & | & 1 & -4 & -3\\ 0 & 1 & 0 & | & 1 & -5 & -3\\ 0 & 0 & 1 & | & -1 & 6 & 4\end{matrix} \right ]
$$
步骤 3:得到逆矩阵
左侧的矩阵已经变为单位矩阵,右侧的矩阵即为 $A^{-1}$。