Exercícios Resolvidos de Matrizes Inversas

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Enunciado

Encontre a inversa da matriz abaixo, se existir:

A = 1 2 - 3 1 - 2 1 5 - 2 3

Passo 1

Vamos que vamos ?!

Bom galerinha, esse se existir é importante, porque uma matriz só tem inversa quando seu determinante é diferente de zero !! Ou seja:

det ⁡ A ≠ 0

Para calcular o determinante nós vamos colocar as colunas 1 e 2 ao lado da matriz, desse jeito:

1 2 - 3 1 - 2 1 5 - 2 3 1 2 1 - 2 5 - 2

Depois nós vamos traçar linhas, da seguinte forma:

A multiplicação dos números ao longo das linhas vermelhas será positiva, enquanto as azuis negativas ! E para achar o determinante é só somar tudo:

det ⁡ A = 1 × - 2 × 3 + 2 × 1 × 5 + - 3 × 1 × - 2 - - 3 × - 2 × 5 - 1 × 1 × - 2 - 2 × 1 × 3

det ⁡ A = - 6 + 1 0 + 6 - 30 + 2 - 6

det ⁡ A = - 24

Então, existe uma matriz inversa !!

Passo 2

Já vimos que a matriz inversa pode ser calculada colcando A     |     I e quando transformamos A em identidade acharemos I       A - 1 ] , certo?

Então:

A     |     I = 1 2 - 3 1 - 2 1 5 - 2 3 |     1 0 0 0 1 0 0 0 1

Para transformar A em sua forma reduzida, vamos começar zerando esse 1 e 5 que estão ali na primeira coluna:

L 2 = L 2 - L 1

L 3 = L 3 - 5 L 1

Então:

1 2 - 3 1 - 1 - 2 - 2 1 - - 3 5 - 5 × 1 - 2 - 5 × 2 3 - 5 × - 3 |     1 0 0 0 - 1 1 - 0 0 - 0 0 - 5 × 1 0 - 5 × 0 1 - 5 × 0 = 1 2 - 3 0 - 4 4 0 - 1 2 18 |     1 0 0 - 1 1 0 - 5 0 - 5 × 0 1

Agora, precisamos achar o pivô da segunda coluna e para isso vamos transformar este - 4 em pivô, ou seja, em 1 :

L 2 = - L 2 4

Então:

1 2 - 3 - 0 4 - - 4 4 - 4 4 0 - 12 18 |   1 0 0 - - 1 4 - 1 4 - 0 4 - 5 0 - 5 × 0 1 = 1 2 - 3 0 1 - 1 0 - 12 18 |   1 0 0 0,25 - 0,25 0 - 5 0 1

Na coluna 2 ainda temos que transformar o 2 e - 12 em zero:

L 1 = L 1 - 2 L 2

L 3 = L 3 + 1 2 L 2

Então:

1 - 2 × 0 2 - 2 × 1 - 3 - 2 × - 1 0 1 - 1 0 + 12 × 0 - 12 + 12 × 1 18 + 12 × - 1 |   1 - 2 × 0 , 25 0 - 2 × - 0,25 0 - 2 × 0 0,25 - 0,25 0 - 5 + 12 × 0 , 25 0 + 12 × - 0,25 1 + 12 × 0 = 1 0 - 1 0 1 - 1 0 0 6 |   0 , 5 0 , 5 0 0,25 - 0,25 0 - 2 - 3 1

Agora, precisamos fazer aparecer o pivô da terceira coluna:

L 3 = L 3 6

Então:

1 0 - 1 0 1 - 1 0 6 0 6 6 6 |   0 , 5 0 , 5 0 0,25 - 0,25 0 - 2 6 - 3 6 1 6 = 1 0 - 1 0 1 - 1 0 0 1 |   0 , 5 0 , 5 0 0,25 - 0,25 0 - 0,33 - 0,5 0,17

E para finalizar daremos um jeitinho de zerar os - 1 :

L 1 = L 1 + L 3

L 2 = L 2 + L 3

Então:

1 + 0 0 + 0 - 1 + 1 0 + 0 1 + 0 - 1 + 1 0 0 1 |   0 , 5 + - 0,33 0 , 5 + - 0,5 0 + 0,17 0,25 + - 0,33 - 0,25 + - 0,5 0 + 0,17 - 0,33 - 0,5 0,17 = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 |   0,17 0 0,17 - 0,08 - 0 , 7 5 0,17 - 0,33 - 0,5 0,17

Quando nós chegamos neste ponto o que obtemos é:

I     |     A - 1 = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 |   0,17 0 0,17 - 0,08 - 0,75 0,17 - 0,33 - 0,5 0,17

Sendo assim,

A - 1 = 0,17 0 0,17 - 0,08 - 0,75 0,17 - 0,33 - 0,5 0,17

Shoow de bolinhas !!

Resposta

A - 1 = 0,17 0 0,17 - 0,08 - 0,75 0,17 - 0,33 - 0,5 0,17