El documento explica cómo calcular la inversa de una matriz mediante el método de Gauss-Jordan. El proceso involucra 18 pasos para convertir la matriz inicial en la matriz identidad mediante operaciones de multiplicación y división. Esto confirma que se ha calculado correctamente la inversa de la matriz.
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
Coronado ríos+sánchez marín
1.
2. El Algebra Lineal es la rama de las
matemáticas que estudia conceptos tales
como vectores, matrices, sistemas de
ecuaciones lineales y en un enfoque mas
formal espacios vectoriales y
transformaciones lineales.
3. 1 3 1 1 1 0 0 /3
2 1 2 -1 0 1 0
3 1 1 2 0 0 1
Para encontrar la inversa de la
matriz debemos iniciar por
encontrar primero la diagonal de los
1, dividiendo siempre por el mismo
numero (ejemplo; 3 / 3 = 1) que
deseamos convertir en 1 así:
Dividimos la ecuación 1 por el
numero 3 para hallar el primer 1.
1 1/3 1/3 1/3 0 0
1 2 -1 0 1 0 /2
1 1 2 0 0 1
1
2
3
Dividimos la ecuación 2 por
el numero 2 para hallar el
segundo 1.
2 PASO
1 PASO
4. 3 PASO
1 1/3 1/3 1/3 0 0
1/2 1 -1/2 0 1/2 0
1 1 2 0 0 1 /2
1
2
3
Dividimos la ecuación 3
por el numero 2 para
hallar el tercer 1.
4 PASO
1 1/3 1/3 1/3 0 0
1/2 1 -1/2 0 1/2 0
1/2 1/2 1 0 0 1/2
1
2
3
Encontramos la
diagonal 1.
5. 5 PASO
1 1/3 1/3 1/3 0 0
1/2 1 -1/2 0 1/2 0 (*-1/3)
5/6 0 1/2 1/3 -1/6 0
1
2
1
Ahora vamos a buscar el primer 0 de la
ecuación 1 (color naranja), para lo cual
debemos coger la ecuación que deseamos
convertir (1) junto con la ecuación que tenga
un 1 debajo o encima del numero que
vallamos a convertir en 0 (2), entonces
pasamos el numero que deseamos convertir
en 0 a multiplicar con el signo contrario en
la ecuación que contenga el 1 y realizamos la
siguiente operación: Multiplicamos de
afuera hacia adentro y le sumamos el
numero de arriba en toda la ecuación,
ejemplo: (-1/3 * 1/2 + 1 = 5/6 y así
sucesivamente hasta que obtengamos la
nueva ecuación.
6. 6 PASO
5/6 0 1/2 1/3 -1/6 0 /(5/6)
1/2 1 -1/2 0 1/2 0
1/2 1/2 1 0 0 1/2
1
2
3
Ubicamos nuestra nueva ecuación y
ahora vamos a recuperar el 1 de la
ecuación 1 que hemos perdido di
viendo entre el mismo numero 5/6
toda la ecuación.
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
1/2 1 -1/2 0 1/2 0
1/2 1/2 1 0 0 1/2
1
2
3
Tenemos nuestra nueva ecuación al
recuperar el numero 1 de la
Ecuación 1.
7 PASO
8 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0 *(-1/2)
1/2 1 -1/2 0 1/2 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
1
2
2
Al recuperar nuestro numero 1, ahora
vamos a buscar el 0 de la ecuación 2,
tomando como referencia la Ec 1 y la Ec 2,
pasando el numero que deseamos
convertir en 0 a multiplicar con el signo
contrario en la ecuación que contenga el 1
y realizamos las correspondientes
operaciones de multiplicación y suma.
7. 9 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
1/2 1/2 1 0 0 1/2
1
2
3
1
Tenemos nuestra nueva
ecuación, y ahora vamos a
encontrar el tercer cero.
1 0 3/5 2/5 -1/5 0 *(-1/2)
1/2 1/2 1 0 0 1/2
0 1/2 7/10 -1/5 1/10 1/2
1
3
3
Ahora vamos a buscar el 0 de la
ecuación 3, tomando como referencia
la Ec 1 y la Ec 3, pasando el numero
que deseamos convertir en 0 a
multiplicar con el signo contrario en
la ecuación que contenga el 1 y
realizamos las correspondientes
operaciones de multiplicación y
suma.
10 PASO
8. 10 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 1/2 7/10 -1/5 1/10 1/2/(7/10)
1
2
3
Ubicamos nuestra nueva ecuación y
ahora vamos a recuperar el 1 de la
ecuación 3 que hemos perdido
dividiendo entre el mismo numero
7/10 toda la ecuación.
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 5/71 -2/7 1 5/7
1
2
3
11 PASO
Tenemos nuestra nueva ecuación al
recuperar el numero 1 de la Ecuación 3.
12 PASO
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0 *(-5/7)
0 5/71 -2/7 1 5/7
0 0 11/7 -1/7 -2/7 5/7
2
3
3
Ahora vamos a buscar el segundo 0 de
la ecuación 3, tomando como
referencia la Ec 2 y la Ec 3, pasando el
numero que deseamos convertir en 0
a multiplicar con el signo contrario en
la ecuación que contenga el 1 y
realizamos las correspondientes
operaciones de multiplicación y
suma.
9. 13 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 0 11/7 -1/7 -2/7 5/7/(11/7)
1
2
3
Ubicamos nuestra nueva ecuación y
ahora vamos a recuperar el 1 de la
ecuación 3 que hemos perdido
dividiendo entre el mismo numero
11/7 toda la ecuación.
14 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 0 1 -1/11-2/115/11
1
2
3
Tenemos nuestra nueva ecuación al
recuperar el numero 1 de la Ecuación 3.
15 PASO
1 0 3/5 2/5 -1/5 0
0 0 1 -1/11-2/115/11*(-3/5)
1 0 0 5/11-1/11-3/11
1
3
1
Ahora vamos a buscar el segundo 0 de
la ecuación 1, tomando como referencia
la Ec 1 y la Ec 3, pasando el numero que
deseamos convertir en 0 a multiplicar
con el signo contrario en la ecuación
que contenga el 1 y realizamos las
correspondientes operaciones de
multiplicación y suma.
10. 16 PASO
1 0 0 5/11-1/11-3/11
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 0 1 -1/11-2/115/11
1
2
3
Tenemos nuestra nueva ecuación, y vamos a
encontrar el ultimo cero.
17 PASO
0 1 -4/5 -1/5 3/5 0
0 0 1 -1/11-2/115/11*(4/5)
0 1 0 -3/115/114/11
2
3
2
Ahora vamos a buscar el segundo 0 de la
ecuación 2, tomando como referencia la Ec 2
y la Ec 3, pasando el numero que deseamos
convertir en 0 a multiplicar con el signo
contrario en la ecuación que contenga el 1 y
realizamos las correspondientes operaciones
de multiplicación y suma.
18 PASO
1 0 0 5/11-1/11-3/11
0 1 0 -3/115/114/11
0 0 1 -1/11-2/115/11
1
2
3
Como resultado tenemos
nuestra Matriz Inversa.
11. 3 1 1 5/11-1/11-3/11 1 0 0
1 2 -1 X -3/115/114/11 = 0 1 0
1 1 2 -1/11-2/115/11 0 0 1
Tomamos la Matriz inicial y la multiplicamos por la inversa
que nos dio como resultado, esto debe ser igual a la Matriz
Identidad.
Para realizar la correspondiente comprobación debemos
multiplicar la primera fila por la primera columna (1.1), por la
segunda columna (1.2) y por la tercera columna (1.3) y así
sucesivamente, esto nos debe dar como resultado la Matriz
Identidad.