線形代数例

⎡ ⎢ ⎣ \begin{matrix} 1 & 2 & 3 2 & 5 & 7 3 & 7 & 9 \end{matrix} ⎤ ⎥ ⎦

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 5 & 7 \\ 3 & 7 & 9 \end{array}]$

ステップ 1

Find the determinant.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.1

Choose the row or column with the most

0

$0$ elements. If there are no

$0$ elements choose any row or column. Multiply every element in row

$1$ by its cofactor and add.

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.1.1

Consider the corresponding sign chart.

$| \begin{array}{c} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & + \end{array} |$

ステップ 1.1.2

The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a

$-$ position on the sign chart.

ステップ 1.1.3

The minor for

$a_{11}$ is the determinant with row

$1$ and column

$1$ deleted.

$| \begin{array}{c} 5 & 7 \\ 7 & 9 \end{array} |$

ステップ 1.1.4

Multiply element

$a_{11}$ by its cofactor.

$1 | \begin{array}{c} 5 & 7 \\ 7 & 9 \end{array} |$

ステップ 1.1.5

The minor for

$a_{12}$ is the determinant with row

$1$ and column

$2$ deleted.

$| \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} |$

ステップ 1.1.6

Multiply element

$a_{12}$ by its cofactor.

$- 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} |$

ステップ 1.1.7

The minor for

$a_{13}$ is the determinant with row

$1$ and column

$3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.1.8

Multiply element

$a_{13}$ by its cofactor.

$3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.1.9

Add the terms together.

$1 | \begin{array}{c} 5 & 7 \\ 7 & 9 \end{array} | - 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} | + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.2

$| \begin{array}{c} 5 & 7 \\ 7 & 9 \end{array} |$ の値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.2.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$1 (5 \cdot 9 - 7 \cdot 7) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} | + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.2.2

行列式を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.2.2.1

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.2.2.1.1

$5$ に

$9$ をかけます。

$1 (45 - 7 \cdot 7) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} | + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.2.2.1.2

$- 7$ に

$7$ をかけます。

$1 (45 - 49) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} | + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.2.2.2

$45$ から

$49$ を引きます。

$1 \cdot - 4 - 2 | \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} | + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.3

$| \begin{array}{c} 2 & 7 \\ 3 & 9 \end{array} |$ の値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.3.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$1 \cdot - 4 - 2 (2 \cdot 9 - 3 \cdot 7) + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.3.2

行列式を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.3.2.1

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.3.2.1.1

$2$ に

$9$ をかけます。

$1 \cdot - 4 - 2 (18 - 3 \cdot 7) + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.3.2.1.2

$- 3$ に

$7$ をかけます。

$1 \cdot - 4 - 2 (18 - 21) + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.3.2.2

$18$ から

$21$ を引きます。

$1 \cdot - 4 - 2 \cdot - 3 + 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$

ステップ 1.4

$| \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 3 & 7 \end{array} |$ の値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.4.1

$2 \times 2$ 行列の行列式は公式

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ を利用して求めることができます。

$1 \cdot - 4 - 2 \cdot - 3 + 3 (2 \cdot 7 - 3 \cdot 5)$

ステップ 1.4.2

行列式を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.4.2.1

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.4.2.1.1

$2$ に

$7$ をかけます。

$1 \cdot - 4 - 2 \cdot - 3 + 3 (14 - 3 \cdot 5)$

ステップ 1.4.2.1.2

$- 3$ に

$5$ をかけます。

$1 \cdot - 4 - 2 \cdot - 3 + 3 (14 - 15)$

ステップ 1.4.2.2

$14$ から

$15$ を引きます。

$1 \cdot - 4 - 2 \cdot - 3 + 3 \cdot - 1$

ステップ 1.5

行列式を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.5.1

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.5.1.1

$- 4$ に

$1$ をかけます。

$- 4 - 2 \cdot - 3 + 3 \cdot - 1$

ステップ 1.5.1.2

$- 2$ に

$- 3$ をかけます。

$- 4 + 6 + 3 \cdot - 1$

ステップ 1.5.1.3

$3$ に

$- 1$ をかけます。

$- 4 + 6 - 3$

ステップ 1.5.2

$- 4$ と

$6$ をたし算します。

$2 - 3$

ステップ 1.5.3

$2$ から

$3$ を引きます。

$- 1$

ステップ 2

Since the determinant is non-zero, the inverse exists.

ステップ 3

Set up a

$3 \times 6$ matrix where the left half is the original matrix and the right half is its identity matrix.

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 2 & 5 & 7 & 0 & 1 & 0 \\ 3 & 7 & 9 & 0 & 0 & 1 \end{array}]$

ステップ 4

縮小行の階段形を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.1

Perform the row operation

$R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at

$2, 1$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.1.1

Perform the row operation

$R_{2} = R_{2} - 2 R_{1}$ to make the entry at

$2, 1$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 2 - 2 \cdot 1 & 5 - 2 \cdot 2 & 7 - 2 \cdot 3 & 0 - 2 \cdot 1 & 1 - 2 \cdot 0 & 0 - 2 \cdot 0 \\ 3 & 7 & 9 & 0 & 0 & 1 \end{array}]$

ステップ 4.1.2

$R_{2}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 3 & 7 & 9 & 0 & 0 & 1 \end{array}]$

ステップ 4.2

Perform the row operation

$R_{3} = R_{3} - 3 R_{1}$ to make the entry at

$3, 1$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.2.1

Perform the row operation

$R_{3} = R_{3} - 3 R_{1}$ to make the entry at

$3, 1$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & 7 - 3 \cdot 2 & 9 - 3 \cdot 3 & 0 - 3 \cdot 1 & 0 - 3 \cdot 0 & 1 - 3 \cdot 0 \end{array}]$

ステップ 4.2.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \end{array}]$

ステップ 4.3

Perform the row operation

$R_{3} = R_{3} - R_{2}$ to make the entry at

$3, 2$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1

Perform the row operation

$R_{3} = R_{3} - R_{2}$ to make the entry at

$3, 2$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 0 - 0 & 1 - 1 & 0 - 1 & - 3 + 2 & 0 - 1 & 1 - 0 \end{array}]$

ステップ 4.3.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & - 1 & - 1 & - 1 & 1 \end{array}]$

ステップ 4.4

Multiply each element of

$R_{3}$ by

$- 1$ to make the entry at

$3, 3$ a

$1$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.4.1

Multiply each element of

$R_{3}$ by

$- 1$ to make the entry at

$3, 3$ a

$1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ - 0 & - 0 & - - 1 & - - 1 & - - 1 & - 1 \cdot 1 \end{array}]$

ステップ 4.4.2

$R_{3}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & - 2 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.5

Perform the row operation

$R_{2} = R_{2} - R_{3}$ to make the entry at

$2, 3$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.5.1

Perform the row operation

$R_{2} = R_{2} - R_{3}$ to make the entry at

$2, 3$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 - 0 & 1 - 0 & 1 - 1 & - 2 - 1 & 1 - 1 & 0 + 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.5.2

$R_{2}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.6

Perform the row operation

$R_{1} = R_{1} - 3 R_{3}$ to make the entry at

$1, 3$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.6.1

Perform the row operation

$R_{1} = R_{1} - 3 R_{3}$ to make the entry at

$1, 3$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - 3 \cdot 0 & 2 - 3 \cdot 0 & 3 - 3 \cdot 1 & 1 - 3 \cdot 1 & 0 - 3 \cdot 1 & 0 - 3 \cdot - 1 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.6.2

$R_{1}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 0 & - 2 & - 3 & 3 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.7

Perform the row operation

$R_{1} = R_{1} - 2 R_{2}$ to make the entry at

$1, 2$ a

$0$ .

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.7.1

Perform the row operation

$R_{1} = R_{1} - 2 R_{2}$ to make the entry at

$1, 2$ a

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - 2 \cdot 0 & 2 - 2 \cdot 1 & 0 - 2 \cdot 0 & - 2 - 2 \cdot - 3 & - 3 - 2 \cdot 0 & 3 - 2 \cdot 1 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 4.7.2

$R_{1}$ を簡約します。

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 4 & - 3 & 1 \\ 0 & 1 & 0 & - 3 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

ステップ 5

The right half of the reduced row echelon form is the inverse.

$[\begin{array}{c} 4 & - 3 & 1 \\ - 3 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & - 1 \end{array}]$

線形代数 例

線形代数例