Для квадратной матрицы А порядка n можно определить такую матрицу Х порядка n, что ХА = АХ = Е, где Е – единичная матрица порядка n.
Матрица Х называется обратной к матрице А и обозначается А-1.
Следующие условия являются необходимыми и достаточными, чтобы у матрицы была определена обратная матрица:
а) n=m;
б) определитель матрицы А не равняется нулю:
Следующие преобразования строк матрицы называются элементарными:
а) умножение любой строки на число, отличное от нуля;
б) прибавление к строке другой строки, домноженной на любое число;
в) перестановка строк;
г) отбрасывание нулевой строки.
Для нахождения обратной матрицы А-1 применяется следующее правило:
а) выписывается матрица
(2.1)
б) с помощью элементарных преобразований над строками матрицы (2.1) превращают ее левую половину в единичную матрицу. Тогда ее правая половина превращается в обратную к ней матрицу А-1.
Примеры.
а) Для матрицы найдем обратную.
По приведенному выше правилу получаем:
Итак, обратная матрица А-1 равна
б) Решим матричное уравнение ХА + В = С, где
Умножим уравнение справа (порядок важен) на матрицу А-1. Тогда
ХАА-1 + ВА-1 = СА-1. Так как АА-1 = Е, то ХЕ + ВА-1 = СА-1 или
= СА-1- - ВА-1 =(С-В)А-1.