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MATRICES Y DETERMINANTES 123 CAPÍTULO VIII MATRICES 8.1 INTRODUCCIÓN Se da por entendido el concepto de transformación lineal entre dos espacios vectoriales sobre un mismo cuerpo, y se determina la matriz asociada a una transformación lineal, el estudio de las transformaciones lineales nos conecta a la suma y producto de matrices, con el fin de evitar una notación engorrosa simplificaremos la misma expresando una matriz en función de sus elementos conectados a una fila y columna, de la siguiente manera. Sea la matriz A de m filas y n columnas. 1,1 1,2 1,3 1, 2,1 2,2 2,3 2, 3,1 3,2 3,3 3, ,1 ,2 ,3 , ....... ....... ....... ......................... ....... n n n m m m mn a a a a a a a a A a a a a a a a a 8.2 SUMA DE MATRICES Para sumar dos matrices se requiere que ambas tengan la misma dimensión, la suma A+B corresponde a una matriz C de la misma dimensión, cuyos elementos corresponden a la suma de los elementos que pertenecen a la misma fila y columna. Sea: 1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,3 2,1 2,2 2,3 2,1 2,2 2,3 3,1 3,2 3,3 3,1 3,2 3,3 a a a b b b A a a a B b b b a a a b b b La matriz suma C=A+B será: 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 2,1 2,1 2,2 2,2 2,3 2,3 3,1 3,1 3,2 3,2 3,3 3,3 a b a b a b C a b a b a b a b a b a b

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MATRICES Y DETERMINANTES

123

CAPÍTULO VIII

MATRICES

8.1 INTRODUCCIÓN

Se da por entendido el concepto de transformación lineal entre dos espacios

vectoriales sobre un mismo cuerpo, y se determina la matriz asociada a una

transformación lineal, el estudio de las transformaciones lineales nos conecta a

la suma y producto de matrices, con el fin de evitar una notación engorrosa

simplificaremos la misma expresando una matriz en función de sus elementos

conectados a una fila y columna, de la siguiente manera.

Sea la matriz A de m filas y n columnas.

1,1 1,2 1,3 1,

2,1 2,2 2,3 2,

3,1 3,2 3,3 3,

,1 ,2 ,3 ,

.......

.......

.......

.........................

.......

n

n

n

m m m m n

a a a a

a a a a

A a a a a

a a a a

8.2 SUMA DE MATRICES

Para sumar dos matrices se requiere que ambas tengan la misma dimensión, la

suma A+B corresponde a una matriz C de la misma dimensión, cuyos

elementos corresponden a la suma de los elementos que pertenecen a la misma

fila y columna.

Sea:

1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3 2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3 3,1 3,2 3,3

a a a b b b

A a a a B b b b

a a a b b b

La matriz suma C=A+B será:

1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3

2,1 2,1 2,2 2,2 2,3 2,3

3,1 3,1 3,2 3,2 3,3 3,3

a b a b a b

C a b a b a b

a b a b a b

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ÁLGEBRA I 124

8.3 MULTIPLICACIÓN POR UN ESCALAR

Si una matriz A se multiplica por un escalar k, todos los elementos de A se

multiplican por el escalar.

1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3

ka ka kakA

ka ka ka

Ejemplo 1

1 0 2 3 0 6

2 3 1 6 9 33 3

0 8 5 0 24 15

3 4 22 9 12 66

A

8.4 PRODUCTO DE MATRICES

Dos matrices A y B se pueden multiplicar si el número de columnas de la

primera matriz es igual al número de filas de la segunda, la matriz resultante

tiene las filas de la primera matriz y las columnas de la segunda. Los elementos

de la matriz producto corresponden a la sumatoria de los productos de los

elementos de la i-éima fila de A por la j-ésima columna de B.

1,1 1,2 1,3

1,1 1,22,1 2,2 2,3

2,1 2,23,1 3,2 3,3

3,1 3,24,1 4,2 4,3

a a ab b

a a aA B b b

a a ab b

a a a

La matriz A tiene 4 filas y 3 columnas, la matriz B tiene 3 filas y 2 columnas,

la matriz producto C= A·B tendrá 4 filas y 2 columnas y será igual a:

1,1 1,1 1,2 2,1 1,3 3,1 1,1 1,2 1,2 2,2 1,3 3,2

2,1 1,1 2,2 2,1 2,3 3,1 2,1 1,2 2,2 2,2 2,3 3,2

3,1 1,1 3,2 2,1 3,3 3,1 3,1 1,2 3,2 2,2 3,3 3,2

4,1 1,1 4,2 2,1 4,3

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. .

a b a b a b a b a b a b

a b a b a b a b a b a bC

a b a b a b a b a b a b

a b a b a 3,1 4,1 1,2 4,2 2,2 4,3 3,2. . . .b a b a b a b

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MATRICES Y DETERMINANTES

125

En el caso de matrices de igual número de filas y columnas es posible hallar los

productos A·B y B·A, en general se verifica que el producto de matrices no es

conmutativo, es decir: A·B ≠ B·A

Ejemplo 2

Sean las matrices:

2 5 13 2 1

1 2 41 1 1 2 1 0

0 1 20 5 2

1 3 1

A B C D

1 2 11 2 2 3 0

0 2 2 22 1 1 2 1

1 4 3

E F G H

Hallar cuando sea posible: a) B·F b) G·B c) C·D d) D·C e) E+C·D

f) E·C g) E·D h) A·B

a) B·F

3 21 2

1 12 1

0 5

B F

3 4 6 2 7 4

1 2 2 1 1 3

0 10 0 5 10 5

B F

b) G·B

2 3 0

1 2 1G

3 2

1 1

0 5

B

6 3 0 4 3 0 3 7

3 2 0 2 2 5 1 1G B B

c) C·D

1

1 2 1 0

2

C D

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ÁLGEBRA I 126

2 1 0

2 1 0

4 2 0

C D

d) D·C

1

2 1 0 1

2

D C

2 1 0 3D C

e) E+C·D

1 2 1

0 2 2

1 4 3

E

2 1 0

2 1 0

4 2 0

C D

1 2 2 1 1 0 1 3 1

0 2 2 1 2 0 2 3 2

1 4 4 2 3 0 3 6 3

E C D

f) E·C

1 2 1

0 2 2

1 4 3

E

1

1

2

C

1 2 2 1

0 2 4 2

1 4 6 3

E C

g) E·D

1 2 1

0 2 2

1 4 3

E 2 1 0D

No es posible efectuar el producto por que el número de columnas de E (3) no

es igual al número de filas de D (1)

h) A·B

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MATRICES Y DETERMINANTES

127

2 5 13 2

1 2 41 1

0 1 20 5

1 3 1

A B

6 5 0 4 5 5 1 14

3 2 0 2 2 20 5 20

0 1 0 0 1 10 1 11

3 3 0 2 3 5 0 10

A B

8.5 MATRICES CUADRADAS

Son aquellas que tienen igual número de filas y columnas, por ejemplo:

1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3

a a a

A a a a

a a a

Los elementos en los cuales se verifica que i = j constituyen la diagonal

principal, mientras que los que verifican la identidad i+j = n+1 constituyen la

diagonal secundaria, donde n es la dimensión de la matriz.

8.6 MATRIZ IDENTIDAD

Es aquella cuyos elementos de la diagonal principal son igual a uno y los

restantes igual a cero. Para cualquier matriz A se verifica que: A·I = I·A = A

La matriz identidad de dimensión tres por tres será:

1 0 0

0 1 0

0 0 1

I

8.7 MATRICES TRIANGULARES

Una matriz A se denomina triangular superior si los elementos que se

encuentran por debajo de la diagonal principal son iguales a cero.

Diagonal Principal

Diagonal Secundaria

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ÁLGEBRA I 128

1,1 1,2 1,3

2,2 2,3

3,3

0

0 0

a a a

A a a

a

Una matriz B es triangular inferior si los elementos que se hallan por encima de

la diagonal principal son ceros.

1,1

2,1 2,2

3,1 3,2 3,3

0 0

0

a

B a a

a a a

La matriz C es diagonal por que sólo los elementos de la diagonal principal son

diferentes de cero.

1,1

2,2

3,3

0 0

0 0

0 0

a

C a

a

8.8 MATRIZ TRASPUESTA At

Es aquella en la cual se han intercambiado las filas por las columnas

1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3

a a a

A a a a

a a a

1,1 2,2 3,1

1,2 2,2 3,2

1,3 2,3 3,3

t

a a a

A a a a

a a a

Para la suma y el producto se verifica que:

;t tt t t tA B A B A B B A

Se denomina matriz simétrica aquella que es igual a su traspuesta.

8.9 INVERSA DE UNA MATRIZ A-1

La matriz A es inversible, si y solo si existe una matriz A-1

tal que su producto

por derecha o por izquierda con la matriz A, es la identidad 1 1A A A A I

En el caso del producto se verifica que: 1 1 1A B B A

8.10 TRANSFORMACIONES EN UNA MATRIZ

Las siguientes operaciones se pueden efectuar en una matriz obteniendo

matrices equivalentes:

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MATRICES Y DETERMINANTES

129

Se pueden permutar dos filas cualquiera.

Toda ecuación se puede multiplicar por un escalar cualquiera k ≠ 0

de R.

Se puede multiplicar una fila por un escalar y sumarla a cualquier

otra.

8.11 MÉTODO DE GAUSS JORDAN

Permite hallar la inversa de una matriz aplicando un método que consiste en

aumentar la matriz a la derecha con la identidad y a través de transformaciones

elementales trasladar la matriz identidad al lado izquierdo, la matriz que queda

en lugar de la identidad es la inversa buscada.

Si:

1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3

a a a

A a a a

a a a

La matriz aumentada será:

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6

2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6

3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6

1 0 0 1 0 0

0 1 0 0 1 0

0 0 1 0 0 1

a a a a a a

a a a a a a

a a a a a a

La matriz inversa de A es A-1

1,4 1,5 1,6

12,4 2,5 2,6

3,4 3,5 3,6

a a a

A a a a

a a a

Ejemplo 4

Hallar la matriz inversa de: 1 2

1 3A

3 21 2 1 0 1 0

1 2 1 0 1 2 1 0 5 51 1

1 3 0 1 0 5 1 1 1 10 10 15 5

5 5

F2=F1+F2 F2=F2/5 F1=F2(-2)+F1

F2=F1+F2 debe interpretarse como; fila 1 más fila 2

La matriz inversa será:

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ÁLGEBRA I 130

1

3 2

5 5

1 1

5 5

A

Para verificar el resultado multiplicamos la matriz original por su inversa

1 2

1 3

3 2

5 5

1 1

5 5

=

3 2 2 2

1 05 5 5 5

3 3 2 3 0 1

5 5 5 5

Ejemplo 5

Hallar la matriz inversa de:

2 3 1

1 3 2

1 2 1

A

2 3 1 1 0 0 1 2 1 0 0 1

1 3 2 0 1 0 1 3 2 0 1 0

1 2 1 0 0 1 2 3 1 1 0 0

F1↔F3 F2=F1+F2; F3=F1(-2)+F3

1 2 1 0 0 1 1 2 1 0 0 1

0 5 1 0 1 1 0 1 1 1 0 2

0 1 1 1 0 2 0 5 1 0 1 1

F2↔-F(3) F3=F2(-5)+F3

1 2 1 0 0 1 1 2 1 0 0 1

0 1 1 1 0 2 0 1 1 1 0 2

0 0 6 5 1 9 5 1 90 0 1

6 6 6

=

F3=F3/6 ; F2=F2+F3 ; F1=F1+F3

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MATRICES Y DETERMINANTES

131

5 1 3 7 1 91 2 0 1 0 0

6 6 6 6 6 6

1 1 3 1 1 30 1 0 0 1 0

6 6 6 6 6 6

5 1 9 5 1 90 0 1 0 0 1

6 6 6 6 6 6

F1=F2(-2)+F1

8.12 SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALES NO

HOMOGÉNEAS

Considérese el siguiente sistema de n ecuaciones con n incógnitas, donde no

todos los hi = 0

1,1 1 1,2 2 1, 1

2,1 1 2,2 2 2, 2

,1 1 ,2 2 ,

....

....

......................................................

....

n n

n n

n n n n n n

a x a x a x h

a x a x a x h

a x a x a x h

A este sistema se puede asociar la siguiente matriz aumentada [A H], donde

[A] es la matriz de coeficientes y [H] la matriz columna con los valores hi

1,1 1,2 1, 1

2,1 2,2 2, 2

,1 ,2 ,

....

....[ ]

.........................................

....

n

n

n n n n n

a a a h

a a a hAH

a a a h

El sistema tiene solución, si y sólo si, las ecuaciones son linealmente

independientes, dicha solución puede hallarse llevando la matriz a su forma

canónica de fila, es decir, aquella que tiene la matriz identidad a la derecha de

la misma.

Ejemplo 6

Resolver el siguiente sistema de 3 ecuaciones con tres incógnitas 2 3

2 3 0

2 2 2

x y z

x y z

x y z

La matriz de coeficientes asociada al sistema es:

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ÁLGEBRA I 132

1 2 1 31 2 1 3 1 2 1 3

3 62 3 1 0 0 7 3 6 0 1

7 72 1 2 2 0 3 0 8

0 3 0 8

65 171 2 0 1 0 0

1 2 1 3 9 9

3 6 168 80 1 0 1 0 0 1 0

7 7 63 3

38 38 380 0 1 0 0 1 0 0 1

9 9 9

Por tanto: 17 8 38

; ;9 3 9

x y z

Ejemplo 7

Resolver:

2

2 3 1

2

2 0

x y w

x y z w

x z

x y z w

La matriz equivalente es:

1 1 0 1 2

2 3 1 1 1

1 0 1 0 2

1 1 1 2 0

1 1 0 1 2

0 5 1 3 3

0 1 1 1 0

0 2 1 3 2

F2=F1(-2)+F2 ; F3=F1-F3 ; F4=F1-F4

1 1 0 1 2 1 1 0 1 2

0 1 1 1 0 0 1 1 1 0

0 5 1 3 3 0 0 4 2 3

0 2 1 3 2 0 0 3 1 2

F2↔-F3 ; F3=F2(-5)+F3 ; F4=F2(2)+F4

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MATRICES Y DETERMINANTES

133

1 1 0 1 21 1 0 1 2

0 1 1 1 00 1 1 1 0

1 31 3 0 0 1

0 0 1 2 42 4

5 10 0 3 1 2 0 0 0

2 4

F3=F3/-4 ; F4=F3(-3)+F4

211 1 0 0

1 1 0 1 2 10

10 1 1 1 00 1 1 0

101 30 0 1

72 4 0 0 1 0101

0 0 0 1110 0 0 0 1

10

F4=F4(2/5) ; F3=F4(1/2)+F3 ; F2=F2-F3 ; F1=F1-F4

21 131 1 0 0 1 0 0 0

10 10

8 80 1 0 0 0 1 0 0

10 10

7 70 0 1 0 0 0 1 0

10 10

1 10 0 0 1 0 0 0 1

10 10

F1=F2-F1

Las soluciones serán:

1 2 3 4

13 4 7 1; ; ;

10 5 10 10x x x x

8.13 DETERMINANTES

El determinante de una matriz cuadrada A de dimensión n, es un elemento

único que corresponde a la sumatoria de n! productos de todas las

combinaciones que se pueden hacer con sus elementos tomados de tal manera

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ÁLGEBRA I 134

que de cada fila hay uno, y solo uno, y de cada columna uno y solo uno, cada

producto esta dotado de un signo que alterna iniciándose en positivo.

n

n

s

njjjjP aaaaA ...321 321

Donde Sn es el conjunto de todas las permutaciones de n símbolos contiene n!

elementos.

Ejemplo. El determinante de una matriz de dimensión [2,2] será:

1,1 1,2

1,1 2,2 1,2 2,12,1 2,2

a aA a a a a

a a

Si la dimensión es [3,3]

1,1 1,2 1,3

2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3

1,1 2,2 3,3 2,3 3,2 1,2 2,1 3,3 2,3 3,1 1,3 2,1 3,2 2,2 3,1( ) ( ) ( )

a a a

A a a a

a a a

a a a a a a a a a a a a a a a

Si la dimensión es [4,4]

1,1 1,2 1,3 1,4

2,2 2,3 2,42,1 2,2 2,3 2,4

1,1 3,2 3,3 3,43,1 3,2 3,3 3,4

4,2 4,3 4,44,1 4,2 4,3 4,4

2,1 2,3 2,4 2,1 2,2 2,4

1,2 3,1 3,3 3,4 1,3 3,1 3,2 3,4 1,4

4,1 4,3 4,4 4,1 4,2 4,4

...

..

a a a aa a a

a a a aA a a a a

a a a aa a a

a a a a

a a a a a a a

a a a a a a a a a

a a a a a a

2,1 2,2 2,3

3,1 3,2 3,3

4,1 4,2 4,3

a a

a a a

a a a

8.14 PROPIEDADES DE LOS DETERMINANTES

Si todos los elementos de una fila o columna son ceros entonces |A|=0

Si A es triangular superior, inferior o diagonal el determinante es igual

al producto de los elementos de la diagonal principal.

Si B se obtiene de A multiplicando su fila i (columna i) por un escalar

no nulo k se tiene |B|=k|A|.

Si se permutan dos columnas de una matriz, entonces los

correspondientes determinantes son opuestos.

El determinante de toda matriz que tenga dos columnas idénticas es

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MATRICES Y DETERMINANTES

135

nulo.

El determinante de una matriz no varía si a una columna se le suma una

combinación lineal de las otras.

El determinante de una matriz y el de su traspuesta son iguales.

Ejemplo 8

1 2 3

2 1 0 1( 2 0) 2(4 0) 3( 4 3) 2 8 3 13

3 2 2

A

o bien:

1 2 3 1 2 35 6

2 1 0 0 5 6 1 35 48 138 7

3 2 2 0 8 7

A

Ejemplo 9

2 2 2 2 2 2 2

3 3 3 3 3 2 3 2 3 2

1 1 1 1 1 1 1 1

0

0

0

a b c d b a c a d a

a b c d b ab c ac d ad

a b c d b ab c ac d ad

F2=F2+F1(-a) ; F3=F3+F2(-a) ; F4=F4+F3(-a)

2 2 22 2 2

1 1 1 1

0( ) ( ) ( )

0 ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

0 ( ) ( ) ( )

b a c a d ab a c a d a

b b a c c a d d ab b a c c a d d a

b b a c c a d d ab b a c c a d d a

2 2 22 2 2

1 1 1 1

0( ) ( ) ( )

0 ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

0 ( ) ( ) ( )

b a c a d ab a c a d a

b b a c c a d d ab b a c c a d d a

b b a c c a d d ab b a c c a d d a

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ÁLGEBRA I 136

2 2 2

1 1 1

( )( )( )b a c a d a b c d

b c d

F2=F2+F1(-b) ; F3=F3+F2(-b)

1 1 1

( )( )( ) 0

0 ( ) ( )

b a c a d a c b d b

c c b d d b

( )( )( )( ) ( )

c b d bb a c a d a

c c b d d b

1 1( )( )( )( )( )

( )( )( )( )( )( )

b a c a d a c b d bc d

b a c a d a c b d b d c

Ejemplo 10

Hallar el determinante de:

1 3 1 1

4 0 1 1

0 2 1 1

0 1 2 3

A

F2=F1(-4)+F2

1 3 1 112 3 5

0 12 3 52 1 1

0 2 1 11 2 3

0 1 2 3

A

12 3 5

2 1 1 12( 3 2) 3( 6 1) 5(4 1) 60 21 15 54

1 2 3

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MATRICES Y DETERMINANTES

137

8.15 REGLA DE CHIO

Permite reducir un determinante de orden n a otro de orden n-1, con objeto de

facilitar el cálculo del mismo. Consiste en elegir un elemento cualquiera de la

matriz diferente de cero como pivote y transformar la fila o columna en ceros,

con un mecanismo similar al método de Gauss Jordan teniendo en cuenta, el

factor (-1)i+j

aij

Ejemplo 11 Calcular el siguiente determinante

2 3 1 2 1 0 2 81 2 8

1 3 2 0 4 0 5 64 5 6

1 1 1 2 1 1 24 8 1

4 0 8 1 8

1

4 0 1

A

F2=F3(-3)+F2 ; F1=F3(-3)+F1 ; ; F3=F3-F2 ; F2=F1(4)+F2

1 2 83 26

0 3 26 15 78 933 5

0 3 5

Ejemplo 12 Hallar el determinante de:

3 2 2 3 1 6 0 111 6 11

2 3 2 4 0 1 0 120 1 12

1 2 1 4 1 2 1 42 6 2

2 6 0 2 2 6 0 2

A

F2=F3(-2)+F2 ; F1=F3(2)+F1 ; ; F3=F1(-2)+F3

1 6 111 12

0 1 12 20 72 526 20

0 6 20

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ÁLGEBRA I 138

8.16 INVERSIÓN DE MATRICES POR PARTICIÓN1

Sea una matriz M particionada en cuatro bloques de matrices de la siguiente

manera

A BM

C D

Y sea la una partición similar de la matriz inversa M-1

1 X YM

Z U

Siendo M-1

la inversa de M se verifica que:

p

q

I NA B X Y

C D Z U N I

O sea

(1) (3)

(2) (4)

p

q

AX BZ I AY BU N

CX DZ N CY DU I

De la ecuación (2) obtenemos 1 1 1; ; (5)DZ CX D DZ D CX Z D CX

(5) en (1) 1 1 1 1; ) ; ( ) (6)p pAX BD CX I A BD C X I X A BD C

De (4) 1 1; (7)qDU I CY U D D CY

Sustituyendo en (3) 1 1 1 1; ( )AY BD BD CY N A BD C Y BD

Premultiplicando por 1 1( )A BD C X resulta:

1 (8)Y XBD

Las relaciones (5), (6), (7), (8) permiten la determinación de X, Y, Z, U en

función de los datos y de la inversa de D.

Ejemplo 13

Utilizando el método de las particiones hallar la inversa de:

1 Rojo Armando Edit. El Ateneo 1985 Pag 141

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MATRICES Y DETERMINANTES

139

1 1 0 0

1 1 1 0

2 1 1 0

1 2 0 1

M

Particionamos en cuatro bloques de dimensión dos por dos

11 0

0 1

1 1 0 0 2 1

1 1 1 0 1 2

D I D

A B C

1 1 1( ) ( )X A BD C A BC

1 1 0 0 2 1

1 1 1 0 1 2A BC

1 1 0 0 1 1

1 1 2 1 1 0A BC

La inversa de esta matriz será:

1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1

1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

1 1

1 1X

1 0 1 0 0 1 0

1 1 1 0 1 0Y XBD XB

1 2 1 0 1 1 3

1 2 1 1 2 1Z D CX CX

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ÁLGEBRA I 140

1 1 0 1 2 1 1 0

0 1 1 2 1 0

1 0 3 0 2 0

0 1 1 1 1 1

U D D CY I CY

Con los cuatro bloques obtenidos se forma la matriz inversa

1

0 1 1 0

1 1 1 0

1 3 2 0

2 1 1 1

M

8.17 COFACTOR

El cofactor de cada elemento de una matriz el igual al determinante que se

obtiene luego de eliminar la fila y columna del elemento correspondiente,

alternando los signos de cada determinante empezando por la primera fila.

Ejemplo 14

Encuentre la matriz de cofactores de:

3 4 1

2 1 3

5 0 1

A

Matriz de cofactores

1 3 2 3 2 1

0 1 5 1 5 0

4 1 3 1 3 4

0 1 5 1 5 0

4 1 3 1 3 4

1 3 2 3 2 1

Matriz de cofactores

1 13 5

4 2 20

13 7 11

8.18 MATRIZ ADJUNTA

Es la traspuesta de la matriz de cofactores

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MATRICES Y DETERMINANTES

141

Ejemplo 15

Encuentre la matriz adjunta de:

3 4 1

2 1 3

5 0 1

A

Matriz Adjunta

1 4 13

13 2 7

5 20 11

8.19 INVERSA DE UNA MATRIZ POR EL MÉTODO DE LA

ADJUNTA

Si una matriz cuadrada tiene inversa, se puede hallar a través de la siguiente

expresión:

1Adj A

ADet A

La inversa de una matriz es igual a la matriz adjunta dividida entre el

determinante de la matriz.

Ejemplo 16

Encuentre la matriz inversa de:

3 4 1

2 1 3

5 0 1

A

El determinante de esta matriz será:

3 4 1

2 1 3 3( 1) 4(2 15) 1( 5) 3 52 5 54

5 0 1

A

La Matriz Inversa

1Adj A

ADet A

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ÁLGEBRA I 142

1

1 4 13 1 2 1313 2 7 54 27 54

5 20 11 13 1 7

54 54 27 54

5 10 11

54 27 54

A

Ejemplo 17

Hallar la inversa de la siguiente matriz, utilizando el método de la matriz

aumentada y el método de la adjunta.

2 3 1

1 2 1

3 1 2

A

2 3 1 1 0 0

1 2 1 0 1 0

3 1 2 0 0 1

1 2 1 0 1 0

2 3 1 1 0 0

3 1 2 0 0 1

F1↔F2 F2=F1(-2)+F2 ; F3=F1(-3)+F3

1 2 1 0 1 0

0 1 1 1 2 0

0 7 5 0 3 1

1 2 1 0 1 0

0 1 1 1 2 0

0 0 2 7 11 1

F3=F2(2)+F3 F3=F3/2

1 2 1 0 1 0

0 1 1 1 2 0

7 11 10 0 1

2 2 2

1 2 1 0 1 0

5 7 10 1 0

2 2 2

7 11 10 0 1

2 2 2

F2=F3+F1 F1=F3(-1)+F1

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MATRICES Y DETERMINANTES

143

7 9 11 2 0

2 2 2

5 7 10 1 0

2 2 2

7 11 10 0 1

2 2 2

3 5 11 0 0

2 2 2

5 7 10 1 0

2 2 2

7 11 10 0 1

2 2 2

F1=F2(2)+F1

La matriz inversa será:

1

3 5 1

2 2 2

5 7 1

2 2 2

7 11 1

2 2 2

A

La matriz de cofactores será:

2 1 1 1 1 2

1 2 3 2 3 1

3 1 2 1 2 3

1 2 3 2 3 1

3 1 2 1 2 3

2 1 1 1 1 2

=

3 5 7

5 7 11

1 1 1

La matriz adjunta es la traspuesta de la matriz de cofactores

Matriz Adjunta=

3 5 1

5 7 1

7 11 1

El determinante de la matriz es:

2 3 1

1 2 1 2(4 1) ( 3)( 2 3) 1(1 6) 6 15 7 2

3 1 2

A

La matriz inversa será:

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ÁLGEBRA I 144

1

3 5 1

2 2 2

5 7 1

det 2 2 2

7 11 1

2 2 2

Adjunta AA

A

Que coincide con el resultado hallado con el primer método.