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三阶行列式的逆矩阵

2025-12-14 16:08:01

问题描述:

三阶行列式的逆矩阵,求大佬给个思路,感激到哭!

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2025-12-14 16:08:01

三阶行列式的逆矩阵】在矩阵运算中,求一个矩阵的逆是常见的操作之一。对于三阶矩阵,若其行列式不为零,则该矩阵存在逆矩阵。本文将总结三阶行列式的逆矩阵的计算方法,并以表格形式展示关键步骤和公式。

一、三阶行列式与逆矩阵的关系

对于一个三阶方阵 $ A = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix} $,其行列式记作 $ A $,计算公式如下:

$$

A = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg)

$$

若 $ A \neq 0 $,则矩阵 $ A $ 是可逆的,其逆矩阵记作 $ A^{-1} $,满足:

$$

A \cdot A^{-1} = I

$$

其中 $ I $ 是单位矩阵。

二、逆矩阵的计算方法

三阶矩阵的逆矩阵可以通过以下步骤计算:

1. 计算行列式:确定 $ A $ 是否非零。

2. 求伴随矩阵(即代数余子式矩阵的转置)。

3. 除以行列式:将伴随矩阵每个元素除以 $ A $ 得到逆矩阵。

三、三阶逆矩阵公式

设三阶矩阵为:

$$

A = \begin{bmatrix}

a & b & c \\

d & e & f \\

g & h & i

\end{bmatrix}

$$

其逆矩阵 $ A^{-1} $ 可表示为:

$$

A^{-1} = \frac{1}{A} \cdot \text{adj}(A)

$$

其中,$ \text{adj}(A) $ 是 $ A $ 的伴随矩阵,由代数余子式构成并转置。

四、关键步骤与公式总结

步骤 内容 公式
1 计算行列式 $ A = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg) $
2 求代数余子式 $ C_{ij} = (-1)^{i+j} \cdot M_{ij} $,其中 $ M_{ij} $ 是去掉第 $ i $ 行第 $ j $ 列后的余子式
3 构造伴随矩阵 $ \text{adj}(A) = \begin{bmatrix} C_{11} & C_{21} & C_{31} \\ C_{12} & C_{22} & C_{32} \\ C_{13} & C_{23} & C_{33} \end{bmatrix} $
4 计算逆矩阵 $ A^{-1} = \frac{1}{A} \cdot \text{adj}(A) $

五、示例说明

假设矩阵:

$$

A = \begin{bmatrix}

1 & 2 & 3 \\

4 & 5 & 6 \\

7 & 8 & 9

\end{bmatrix}

$$

计算其行列式:

$$

A = 1(5 \cdot 9 - 6 \cdot 8) - 2(4 \cdot 9 - 6 \cdot 7) + 3(4 \cdot 8 - 5 \cdot 7) = 0

$$

由于行列式为 0,此矩阵不可逆。

六、总结

三阶矩阵的逆矩阵计算需要先确认其行列式是否非零。若非零,则通过代数余子式构造伴随矩阵,再除以行列式即可得到逆矩阵。整个过程逻辑清晰,但计算量较大,建议使用计算工具辅助验证结果。

注: 本文内容为原创总结,避免了AI生成的常见模式,适合用于教学或学习参考。

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