Calculadora de la inversa de una matriz

La inversa de una matriz cuadrada AA es otra matriz de la misma dimensión y representada por A1A^{-1} tal que

A1A=IA^{-1}A = I

Donde II representa la matriz identidad.

Puedes utilizar la siguiente calculadora para obtener la inversa de la matriz que introduzcas:

Cálculo de la matriz inversa

Uno de los métodos más utilizados para calcular una matriz inversa consiste en calcular primero la matriz adjunta y dividirla por el determinante de la matriz. Es decir,

A1=adj(A)AA^{-1}=\dfrac{\text{adj}(A)}{\vert A\vert}

Para calcular la matriz adjunta solo hay que transponer la matriz de cofactores. La matriz de cofactores se obtiene a su vez calculando un determinante por cada celda de la matriz.

Imaginemos que queremos calcular la celda (i,j)(i,j) de la matriz de cofactores. En primer lugar eliminamos la fila ii y la columna jj. En segundo lugar calculamos el determinante de la submatriz resultante. Por último, es necesario multiplicar el resultado por (1)i+j(-1)^{i+j}.

El siguiente caso ejemplifica este proceso. Imaginemos que queremos calcular la matriz inversa de:

(742531241)\begin{pmatrix} 7 & 4 & 2 \\ 5 & 3 & 1 \\ 2 & 4 & 1\end{pmatrix}

Empezamos calculando la celda (1,1)(1,1) de la matriz de cofactores. Para ello calculamos el determinante de la submatriz obtenida al eliminar la fila 11 y la columna 11. Es decir,

C11=3141=1C_{11}=\begin{vmatrix} 3 & 1 \\ 4 & 1 \end{vmatrix}=-1

A continuación es necesario multiplicar por (1)i+j(-1)^{i+j} o de forma equivalente, multiplicar por el + o - según corresponda a partir de la posición de la celda en la siguiente matriz:

(+++++)\begin{pmatrix} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & +\end{pmatrix}

Siguiendo este esquema pueden calcularse el resto de elementos de la matriz de cofactores.

C12=5121=3C_{12}=-\begin{vmatrix} 5 & 1 \\ 2 & 1 \end{vmatrix}=-3
C13=5324=14C_{13}=\begin{vmatrix} 5 & 3 \\ 2 & 4 \end{vmatrix}=14
C21=4241=(4)C_{21}=-\begin{vmatrix} 4 & 2 \\ 4 & 1 \end{vmatrix}=-(-4)
C22=7221=3C_{22}=\begin{vmatrix} 7 & 2 \\ 2 & 1 \end{vmatrix}=3
C23=7424=20C_{23}=-\begin{vmatrix} 7 & 4 \\ 2 & 4 \end{vmatrix}=-20
C31=4231=2C_{31}=\begin{vmatrix} 4 & 2 \\ 3 & 1 \end{vmatrix}=-2
C32=7251=(3)C_{32}=-\begin{vmatrix} 7 & 2 \\ 5 & 1 \end{vmatrix}=-(-3)
C33=7453=1C_{33}=\begin{vmatrix} 7 & 4 \\ 5 & 3 \end{vmatrix}=1

Como resultado, la matriz de cofactores es:

C=(13144320231)C=\begin{pmatrix} -1 & -3 & 14 \\ 4 & 3 & -20 \\ -2 & 3 & 1\end{pmatrix}

Y la matriz adjunta se calcula transponiendo la matriz de cofactores:

adj(A)=CT=(14233314201)\text{adj}(A)=C^T=\begin{pmatrix} -1 & 4 & -2 \\ -3 & 3 & 3 \\ 14 & -20 & 1\end{pmatrix}

Finalmente, la matriz inversa se calcula dividiendo la matriz adjunta por el determinante de la matriz original, que es igual a 9. El resultado obtenido es:

A1=adj(A)A=19(14233314201)A^{-1}=\dfrac{\text{adj}(A)}{\vert A\vert}=\dfrac{1}{9}\begin{pmatrix} -1 & 4 & -2 \\ -3 & 3 & 3 \\ 14 & -20 & 1\end{pmatrix}

Otras calculadoras