we are given
y-10z=-8
2х - бу=8
x+2z=7
this can be rewritten as
0x+y-10z=-8
2х - бу+0z=8
x+0y+2z=7
representing above equations in matrix form, we have
( 0 1 − 10 2 − 6 0 1 0 2 ) \begin{pmatrix}
0 & 1&-10 \\
2& -6&0\\
1&0&2
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 0 2 1 1 − 6 0 − 10 0 2 ⎠ ⎞ ( x y z ) \begin{pmatrix}
x \\
y\\
z
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ x y z ⎠ ⎞ =( − 8 8 7 ) \begin{pmatrix}
-8 \\
8\\
7
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ − 8 8 7 ⎠ ⎞
let A =( 0 1 − 10 2 − 6 0 1 0 2 ) \begin{pmatrix}
0 & 1&-10 \\
2& -6&0\\
1&0&2
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 0 2 1 1 − 6 0 − 10 0 2 ⎠ ⎞ and b = ( − 8 8 7 ) \begin{pmatrix}
-8 \\
8\\
7
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ − 8 8 7 ⎠ ⎞ and X= ( x y z ) \begin{pmatrix}
x\\
y\\
z
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ x y z ⎠ ⎞
find inverse of matrix A using GAUSS-JORDAN INVERSE METHOD by reducing the following matrix to row echelon form
= ( 0 1 − 10 ∣ 1 0 0 2 − 6 0 ∣ 0 1 0 1 0 2 ∣ 0 0 1 ) \begin{pmatrix}
0 & 1&-10 \mid&1&0&0\\
2& -6& 0 \mid&0&1&0\\
1&0&2 \mid&0&0&1
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 0 2 1 1 − 6 0 − 10 ∣ 0 ∣ 2 ∣ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞
R 1 ↔ R 3 R_1\leftrightarrow R_3 R 1 ↔ R 3
= ( 1 0 2 ∣ 0 0 1 2 − 6 0 ∣ 0 1 0 0 1 − 10 ∣ 1 0 0 ) \begin{pmatrix}
1&0&2 \mid&0&0&1\\
2& -6& 0 \mid&0&1&0\\
0 & 1&-10 \mid&1&0&0
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 2 0 0 − 6 1 2 ∣ 0 ∣ − 10 ∣ 0 0 1 0 1 0 1 0 0 ⎠ ⎞
R 2 → R 2 − 2 R 1 R_2\to R_2-2R_1 R 2 → R 2 − 2 R 1
=( 1 0 2 ∣ 0 0 1 0 − 6 − 4 ∣ 0 1 − 2 0 1 − 10 ∣ 1 0 0 ) \begin{pmatrix}
1&0&2 \mid&0&0&1\\
0& -6& -4\mid&0&1&-2\\
0 & 1&-10 \mid&1&0&0
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 − 6 1 2 ∣ − 4 ∣ − 10 ∣ 0 0 1 0 1 0 1 − 2 0 ⎠ ⎞
R 2 → − 1 6 R 2 R_2 \to- {1\over 6}R_2 R 2 → − 6 1 R 2
R 3 → 6 R 3 + R 2 R_3 \to 6R_3 +R_2 R 3 → 6 R 3 + R 2
=( 1 0 2 ∣ 0 0 1 0 1 4 6 ∣ 0 − 1 6 2 6 0 0 − 64 ∣ 6 1 − 2 ) \begin{pmatrix}
1&0&2 \mid&0&0&1\\
0& 1& {4\over 6}\mid&0&-{1\over 6}&{2\over 6}\\
0 &0&-64 \mid&6&1&-2
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 2 ∣ 6 4 ∣ − 64 ∣ 0 0 6 0 − 6 1 1 1 6 2 − 2 ⎠ ⎞
R 3 → − 1 64 R 3 R_3 \to -{1\over 64}R_3 R 3 → − 64 1 R 3
=( 1 0 2 ∣ 0 0 1 0 1 4 6 ∣ 0 − 1 6 2 6 0 0 1 ∣ − 6 64 − 1 64 2 64 ) \begin{pmatrix}
1&0&2 \mid&0&0&1\\
0& 1& {4\over 6}\mid&0&-{1\over 6}&{2\over 6}\\
0 &0&1 \mid&-{6\over 64}&-{1\over 64}&{2\over 64}
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 2 ∣ 6 4 ∣ 1 ∣ 0 0 − 64 6 0 − 6 1 − 64 1 1 6 2 64 2 ⎠ ⎞
R 2 → R 2 − 4 6 R 3 R_2 \to R_2-{4\over 6}R_3 R 2 → R 2 − 6 4 R 3
R 1 → R 1 − 2 R 3 R_1 \to R_1-2R_3 R 1 → R 1 − 2 R 3
=( 1 0 0 ∣ 12 64 2 64 15 16 0 1 0 ∣ 4 64 − 5 32 5 16 0 0 1 ∣ − 6 64 − 1 64 2 64 ) \begin{pmatrix}
1&0&0 \mid&{12\over 64}&{2\over 64}&{15\over 16}\\
0& 1& 0\mid&{4\over 64}&-{5\over 32}&{5\over1 6}\\
0 &0&1 \mid&-{6\over 64}&-{1\over 64}&{2\over 64}
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 0 ∣ 0 ∣ 1 ∣ 64 12 64 4 − 64 6 64 2 − 32 5 − 64 1 16 15 16 5 64 2 ⎠ ⎞
⟹ \implies ⟹ A − 1 A^{-1} A − 1 = ( 12 64 2 64 15 16 4 64 − 5 32 5 16 − 6 64 − 1 64 2 64 ) \begin{pmatrix}
{12\over 64}&{2\over 64}&{15\over 16}\\
{4\over 64}&-{5\over 32}&{5\over 16}\\
-{6\over 64}&-{1\over 64}&{2\over 64}
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 64 12 64 4 − 64 6 64 2 − 32 5 − 64 1 16 15 16 5 64 2 ⎠ ⎞
A -1 AX =A -1 b
( 12 64 2 64 15 16 4 64 − 5 32 5 16 − 6 64 − 1 64 2 64 ) \begin{pmatrix}
{12\over 64}&{2\over 64}&{15\over 16}\\
{4\over 64}&-{5\over 32}&{5\over 16}\\
-{6\over 64}&-{1\over 64}&{2\over 64}
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 64 12 64 4 − 64 6 64 2 − 32 5 − 64 1 16 15 16 5 64 2 ⎠ ⎞ ( 0 1 − 10 2 − 6 0 1 0 2 ) \begin{pmatrix}
0 & 1&-10 \\
2& -6&0\\
1&0&2
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 0 2 1 1 − 6 0 − 10 0 2 ⎠ ⎞ ( x y z ) \begin{pmatrix}
x\\
y\\
z
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ x y z ⎠ ⎞ =( 12 64 2 64 15 16 4 64 − 5 32 5 16 − 6 64 − 1 64 2 64 ) \begin{pmatrix}
{12\over 64}&{2\over 64}&{15\over 16}\\
{4\over 64}&-{5\over 32}&{5\over 16}\\
-{6\over 64}&-{1\over 64}&{2\over 64}
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 64 12 64 4 − 64 6 64 2 − 32 5 − 64 1 16 15 16 5 64 2 ⎠ ⎞ ( − 8 8 7 ) \begin{pmatrix}
-8 \\
8\\
7
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ − 8 8 7 ⎠ ⎞
( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) \begin{pmatrix}
1& 0&0 \\
0& 1&0\\
0&0&1
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ ( x y z ) \begin{pmatrix}
x\\
y\\
z
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ x y z ⎠ ⎞ =( 5.31250 0.43750 0.84375 ) \begin{pmatrix}
5.31250\\
0.43750\\
0.84375
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 5.31250 0.43750 0.84375 ⎠ ⎞
∴ \therefore ∴ x = 5.31250 x=5.31250 x = 5.31250
y = 0.43750 y=0.43750 y = 0.43750
z = 0.84375 z=0.84375 z = 0.84375
Comments