Inversa unei matrice

Învață prin exerciții interactive noțiunile din lecția de clasa a XI-a: matrice inversabilă, teorema det A ≠ 0, metoda adjunctei (cei 5 pași) și proprietăți — cu un calculator care arată tot raționamentul, pas cu pas.

Fracții exacte (fără rotunjiri) Calculator pas cu pas Progres salvat local ▶ Lecția video

1 Teorie pe scurt

Citește definițiile și metoda, apoi exersează mai jos.

Ce este inversa unei matrice?
Definiție. Fie A o matrice pătratică de ordin n. Spunem că A este inversabilă dacă există o matrice B (de același ordin) cu proprietatea
A · B = B · A = Iₙ
unde Iₙ este matricea unitate. Atunci B se numește inversa lui A și se notează B = A⁻¹.

Ca să arăți că o anumită B este inversa lui A, e suficient să verifici prin înmulțire că A·B = B·A = Iₙ.

Teorema de inversabilitate
Teoremă. O matrice pătratică A este inversabilă dacă și numai dacă det(A) ≠ 0.

Foarte util la exerciții: dacă ți se cere doar să afli pentru ce valori ale unui parametru matricea este inversabilă, pui condiția det(A) ≠ 0 — nu e nevoie să calculezi efectiv inversa.

O matrice cu det = 0 se numește singulară și nu are inversă.

Procedeul de calcul al inversei (5 pași)
  1. Calculează det(A). Dacă det(A) = 0 → STOP, nu există A⁻¹.
  2. Scrie transpusa Aᵀ (liniile devin coloane).
  3. Află adjuncta A* — matricea complemenților algebrici ai lui Aᵀ:
    cᵢⱼ = (−1)i+j · (minorul obținut tăind linia i și coloana j din Aᵀ)
  4. Aplică formula: A⁻¹ = (1 / det(A)) · A*
  5. Verifică: A · A⁻¹ = Iₙ. (la matrice pătratice, asta garantează automat și A⁻¹·A = Iₙ)

Atenție! În acest procedeu complemenții se calculează din Aᵀ (transpusa). Echivalent cu varianta din manual: poți calcula complemenții lui A și apoi transpui matricea — ambele dau aceeași adjunctă A*. Important e să nu confunzi A cu Aᵀ și să ai grijă la semnul (−1)i+j — cea mai frecventă sursă de greșeli.

Proprietăți
  • (A⁻¹)⁻¹ = A
  • (A · B)⁻¹ = B⁻¹ · A⁻¹  (atenție la ordine!)
  • (Aᵀ)⁻¹ = (A⁻¹)ᵀ
  • det(A⁻¹) = 1 / det(A)
  • Iₙ⁻¹ = Iₙ

2 Calculator de inversă

Scrie o matrice pătratică (o linie per rând, numere separate prin spațiu/virgulă; merg și fracții ca 1/2). Calculatorul îți arată toți cei 5 pași: determinant, transpusă, adjuncta cu complemenții, formula și verificarea.

O linie pe fiecare rând; numerele se separă prin spațiu sau virgulă; fracțiile se scriu ca 1/2.

Rezultatul apare aici…

3 Antrenament: este inversabilă?

Aplică teorema: o matrice e inversabilă ⟺ det ≠ 0. Decide pentru fiecare matrice, apoi vezi calculul determinantului.

4 Antrenament: calculează A⁻¹

La matricele 2×2 completezi inversa element cu element; la 3×3 alegi varianta corectă dintre capcanele tipice. Soluția pas cu pas e mereu la un click.

Mărime:

5 Discuții cu parametru

Pentru ce valori ale parametrului real m matricea nu este inversabilă? (Pune condiția det = 0.)