2 x + 3 y − 2 z = 11 2x+3y-2z=11 2 x + 3 y − 2 z = 11
− 3 x − 2 y + 3 z = 7 -3x-2y+3z=7 − 3 x − 2 y + 3 z = 7
4 x − 4 y + z = 14 4x-4y+z=14 4 x − 4 y + z = 14
A = ( 2 3 − 2 − 3 − 2 3 4 − 4 1 ) A=\begin{pmatrix}
2 & 3 & -2 \\
-3& -2 & 3 \\
4 & -4 & 1\\
\end{pmatrix} A = ⎝ ⎛ 2 − 3 4 3 − 2 − 4 − 2 3 1 ⎠ ⎞
Augment the matrix with the identity matrix:
( 2 3 − 2 1 0 0 − 3 − 2 3 0 1 0 4 − 4 1 0 0 1 ) \begin{pmatrix}
2 & 3 & -2 & & 1 & 0 & 0 \\
-3 & -2 & 3 & & 0 & 1 & 0 \\
4 & -4 & 1 & & 0 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 2 − 3 4 3 − 2 − 4 − 2 3 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 / 2 R_1=R_1/2 R 1 = R 1 /2
( 1 3 / 2 − 1 1 / 2 0 0 − 3 − 2 3 0 1 0 4 − 4 1 0 0 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 3/2 & -1 & & 1/2 & 0 & 0 \\
-3 & -2 & 3 & & 0 & 1 & 0 \\
4 & -4 & 1 & & 0 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 − 3 4 3/2 − 2 − 4 − 1 3 1 1/2 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 2 = R 2 + 3 R 1 R_2=R_2+3R_1 R 2 = R 2 + 3 R 1
( 1 3 / 2 − 1 1 / 2 0 0 0 5 / 2 0 3 / 2 1 0 4 − 4 1 0 0 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 3/2 & -1 & & 1/2 & 0 & 0 \\
0 & 5/2 & 0 & & 3/2 & 1 & 0 \\
4 & -4 & 1 & & 0 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 4 3/2 5/2 − 4 − 1 0 1 1/2 3/2 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 − 4 R 1 R_3=R_3-4R_1 R 3 = R 3 − 4 R 1
( 1 3 / 2 − 1 1 / 2 0 0 0 5 / 2 0 3 / 2 1 0 0 − 10 5 − 2 0 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 3/2 & -1 & & 1/2 & 0 & 0 \\
0 & 5/2 & 0 & & 3/2 & 1 & 0 \\
0 & -10 & 5 & & -2 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 3/2 5/2 − 10 − 1 0 5 1/2 3/2 − 2 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 2 = ( 2 / 5 ) R 2 R_2=(2/5)R_2 R 2 = ( 2/5 ) R 2
( 1 3 / 2 − 1 1 / 2 0 0 0 1 0 3 / 5 2 / 5 0 0 − 10 5 − 2 0 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 3/2 & -1 & & 1/2 & 0 & 0 \\
0 & 1 & 0 & & 3/5 & 2/5 & 0 \\
0 & -10 & 5 & & -2 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 3/2 1 − 10 − 1 0 5 1/2 3/5 − 2 0 2/5 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 − ( 3 / 2 ) R 2 R_1=R_1-(3/2)R_2 R 1 = R 1 − ( 3/2 ) R 2
( 1 0 − 1 − 2 / 5 − 3 / 5 0 0 1 0 3 / 5 2 / 5 0 0 − 10 5 − 2 0 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -1 & & -2/5 & -3/5 & 0 \\
0 & 1 & 0 & & 3/5 & 2/5 & 0 \\
0 & -10 & 5 & & -2 & 0 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 − 10 − 1 0 5 − 2/5 3/5 − 2 − 3/5 2/5 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 + 10 R 2 R_3=R_3+10R_2 R 3 = R 3 + 10 R 2
( 1 0 − 1 − 2 / 5 − 3 / 5 0 0 1 0 3 / 5 2 / 5 0 0 0 5 4 4 1 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -1 & & -2/5 & -3/5 & 0 \\
0 & 1 & 0 & & 3/5 & 2/5 & 0 \\
0 & 0 & 5 & &4 & 4 & 1\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 − 1 0 5 − 2/5 3/5 4 − 3/5 2/5 4 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 / 5 R_3=R_3/5 R 3 = R 3 /5
( 1 0 − 1 − 2 / 5 − 3 / 5 0 0 1 0 3 / 5 2 / 5 0 0 0 1 4 / 5 4 / 5 1 / 5 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -1 & & -2/5 & -3/5 & 0 \\
0 & 1 & 0 & & 3/5 & 2/5 & 0 \\
0 & 0 & 1 & & 4/5 & 4/5 & 1/5\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 − 1 0 1 − 2/5 3/5 4/5 − 3/5 2/5 4/5 0 0 1/5 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 + R 3 R_1=R_1+R_3 R 1 = R 1 + R 3
( 1 0 0 2 / 5 1 / 5 1 / 5 0 1 0 3 / 5 2 / 5 0 0 0 1 4 / 5 4 / 5 1 / 5 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & 0 & & 2/5 & 1/5 & 1/5 \\
0 & 1 & 0 & & 3/5 & 2/5 & 0 \\
0 & 0 & 1 & & 4/5 & 4/5 & 1/5\\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2/5 3/5 4/5 1/5 2/5 4/5 1/5 0 1/5 ⎠ ⎞
On the left is the identity matrix. On the right is the inverse matrix.
A − 1 = ( 2 / 5 1 / 5 1 / 5 3 / 5 2 / 5 0 4 / 5 4 / 5 1 / 5 ) A^{-1}=\begin{pmatrix}
2/5 & 1/5 & 1/5 \\
3/5 & 2/5 & 0 \\
4/5 & 4/5 & 1/5\\
\end{pmatrix} A − 1 = ⎝ ⎛ 2/5 3/5 4/5 1/5 2/5 4/5 1/5 0 1/5 ⎠ ⎞
A X = B = > A − 1 A X = A − 1 B = > X = A − 1 B AX=B=>A^{-1}AX=A^{-1}B=>X=A^{-1}B A X = B => A − 1 A X = A − 1 B => X = A − 1 B
X = ( x y z ) , B = ( 11 7 14 ) X=\begin{pmatrix}
x\\
y \\
z\\
\end{pmatrix}, B=\begin{pmatrix}
11\\
7 \\
14\\
\end{pmatrix} X = ⎝ ⎛ x y z ⎠ ⎞ , B = ⎝ ⎛ 11 7 14 ⎠ ⎞
A − 1 B = ( 2 / 5 1 / 5 1 / 5 3 / 5 2 / 5 0 4 / 5 4 / 5 1 / 5 ) ( 11 7 14 ) A^{-1}B=\begin{pmatrix}
2/5 & 1/5 & 1/5 \\
3/5 & 2/5 & 0 \\
4/5 & 4/5 & 1/5\\
\end{pmatrix}\begin{pmatrix}
11\\
7 \\
14\\
\end{pmatrix} A − 1 B = ⎝ ⎛ 2/5 3/5 4/5 1/5 2/5 4/5 1/5 0 1/5 ⎠ ⎞ ⎝ ⎛ 11 7 14 ⎠ ⎞
= ( ( 22 + 7 + 14 ) / 5 ( 33 + 14 + 0 ) / 5 ( 44 + 28 + 14 ) / 5 ) = ( 43 / 5 47 / 5 86 / 5 ) =\begin{pmatrix}
(22+7+14)/5\\
(33+14+0)/5 \\
(44+28+14)/5\\
\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}
43/5\\
47/5 \\
86/5\\
\end{pmatrix} = ⎝ ⎛ ( 22 + 7 + 14 ) /5 ( 33 + 14 + 0 ) /5 ( 44 + 28 + 14 ) /5 ⎠ ⎞ = ⎝ ⎛ 43/5 47/5 86/5 ⎠ ⎞
x = 43 5 , y = 47 5 , z = 86 5 x=\dfrac{43}{5}, y=\dfrac{47}{5}, z=\dfrac{86}{5} x = 5 43 , y = 5 47 , z = 5 86
( 43 5 , 47 5 , 86 5 ) (\dfrac{43}{5},\dfrac{47}{5}, \dfrac{86}{5}) ( 5 43 , 5 47 , 5 86 )
Comments