Answer on Question #42865 – Math - Linear Algebra
Find the inverse of the matrix
1 - 1 0
2 - 1 1
1 1 - 1
using row reduction.
Solution
Form the augmented matrix ( A ∣ E ) (A|E) ( A ∣ E ) : ( 1 − 1 0 1 0 0 2 − 1 1 0 1 0 1 1 − 1 0 0 1 ) \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 2 & -1 & 1 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & -1 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 2 1 − 1 − 1 1 0 1 − 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ .
R 2 − 2 R 1 → R 2 : ( 1 − 1 0 1 0 0 0 1 1 − 2 1 0 1 1 − 1 0 0 1 ) R_2 - 2R_1 \rightarrow R_2: \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & -1 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} R 2 − 2 R 1 → R 2 : ⎝ ⎛ 1 0 1 − 1 1 1 0 1 − 1 1 − 2 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 − R 1 → R 3 : ( 1 − 1 0 1 0 0 0 1 1 − 2 1 0 0 2 − 1 − 1 0 1 ) R_3 - R_1 \rightarrow R_3: \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & -1 & -1 & 0 & 1 \end{pmatrix} R 3 − R 1 → R 3 : ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 1 2 0 1 − 1 1 − 2 − 1 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 − 2 R 2 → R 3 : ( 1 − 1 0 1 0 0 0 1 1 − 2 1 0 0 0 − 3 3 − 2 1 ) R_3 - 2R_2 \rightarrow R_3: \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -3 & 3 & -2 & 1 \end{pmatrix} R 3 − 2 R 2 → R 3 : ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 1 0 0 1 − 3 1 − 2 3 0 1 − 2 0 0 1 ⎠ ⎞ R 3 3 → R 3 : ( 1 − 1 0 1 0 0 0 1 1 − 2 1 0 0 0 − 1 1 − 2 3 1 3 ) \frac{R_3}{3} \rightarrow R_3: \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -1 & 1 & -\frac{2}{3} & \frac{1}{3} \end{pmatrix} 3 R 3 → R 3 : ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 1 0 0 1 − 1 1 − 2 1 0 1 − 3 2 0 0 3 1 ⎠ ⎞ R 2 + R 3 → R 2 : ( 1 − 1 0 1 0 0 0 1 0 − 1 1 3 1 3 0 0 − 1 1 − 2 3 1 3 ) R_2 + R_3 \rightarrow R_2: \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & -1 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ 0 & 0 & -1 & 1 & -\frac{2}{3} & \frac{1}{3} \end{pmatrix} R 2 + R 3 → R 2 : ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 1 0 0 0 − 1 1 − 1 1 0 3 1 − 3 2 0 3 1 3 1 ⎠ ⎞ R 2 + R 1 → R 1 : ( 1 0 0 0 1 3 1 3 0 1 0 − 1 1 3 1 3 0 0 − 1 1 − 2 1 0 0 1 − 1 2 3 1 3 ) R_2 + R_1 \rightarrow R_1: \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ 0 & 1 & 0 & -1 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ 0 & 0 & -1 & 1 & -2 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & -1 & \frac{2}{3} & \frac{1}{3} \end{pmatrix} R 2 + R 1 → R 1 : ⎝ ⎛ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 − 1 1 0 − 1 1 − 1 3 1 3 1 − 2 3 2 3 1 3 1 1 3 1 ⎠ ⎞ − R 3 → R 3 : ( 1 0 0 0 1 3 1 3 0 1 0 − 1 1 3 1 3 0 0 1 − 1 2 3 − 1 3 ) -R_3 \rightarrow R_3: \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ 0 & 1 & 0 & -1 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ 0 & 0 & 1 & -1 & \frac{2}{3} & -\frac{1}{3} \end{pmatrix} − R 3 → R 3 : ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 − 1 − 1 3 1 3 1 3 2 3 1 3 1 − 3 1 ⎠ ⎞
Answer: ( 0 1 3 1 3 − 1 1 3 1 3 − 1 2 3 − 1 3 ) \begin{pmatrix} 0 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ -1 & \frac{1}{3} & \frac{1}{3} \\ -1 & \frac{2}{3} & -\frac{1}{3} \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 0 − 1 − 1 3 1 3 1 3 2 3 1 3 1 − 3 1 ⎠ ⎞ .
www.AssignmentExpert.com