Inverse the matrix ( 2 0 1 3 2 − 5 1 − 1 0 ) \begin{pmatrix} 2 & 0 & 1 \\ 3 & 2 & -5 \\ 1 & -1 & 0 \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 2 3 1 0 2 − 1 1 − 5 0 ⎠ ⎞ by Gauss Jordan method.
Solution:
( 2 0 1 1 0 0 3 2 − 5 0 1 0 1 − 1 0 0 0 1 ) \begin{pmatrix} 2 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 \\ 3 & 2 & -5 & 0 & 1 & 0 \\ 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 2 3 1 0 2 − 1 1 − 5 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎠ ⎞
Exchange row 1 and row 3.
( 1 − 1 0 0 0 1 3 2 − 5 0 1 0 2 0 1 1 0 0 ) ∼ ( 1 − 1 0 0 0 1 0 5 − 5 0 1 − 3 0 2 1 1 0 − 2 ) ∼ ( 1 − 1 0 0 0 1 0 1 − 1 0 1 − 3 0 2 1 1 0 − 2 ) ∼ \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 3 & 2 & -5 & 0 & 1 & 0 \\ 2 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 \end{pmatrix}
\sim
\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 5 & -5 & 0 & 1 & -3 \\ 0 & 2 & 1 & 1 & 0 & -2 \end{pmatrix}
\sim
\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & -1 & 0 & 1 & -3 \\ 0 & 2 & 1 & 1 & 0 & -2 \end{pmatrix}
\sim ⎝ ⎛ 1 3 2 − 1 2 0 0 − 5 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 ⎠ ⎞ ∼ ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 5 2 0 − 5 1 0 0 1 0 1 0 1 − 3 − 2 ⎠ ⎞ ∼ ⎝ ⎛ 1 0 0 − 1 1 2 0 − 1 1 0 0 1 0 1 0 1 − 3 − 2 ⎠ ⎞ ∼ ( 1 − 1 0 0 0 1 0 1 − 1 0 5 − 3 0 0 3 1 − 2 − 4 5 5 − 4 ) ∼ ( 1 − 1 0 0 0 1 0 1 − 1 0 1 − 3 0 0 1 1 5 − 5 1 − 2 4 1 − 4 3 − 2 5 − 4 15 15 ) \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & -1 & 0 & 5 & -3 \\ 0 & 0 & 3 & 1 & -2 & -4 \\ 5 & & & & 5 & -4 \end{pmatrix}
\sim
\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & -1 & 0 & 1 & -3 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & 5 & -5 \\ 1 & -2 & 4 & 1 & -4 \\ 3 & -2 & 5 & -4 \\ 15 & & & & 15 \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 5 − 1 1 0 0 − 1 3 0 0 1 0 5 − 2 5 1 − 3 − 4 − 4 ⎠ ⎞ ∼ ⎝ ⎛ 1 0 0 1 3 15 − 1 1 0 − 2 − 2 0 − 1 1 4 5 0 0 1 1 − 4 0 1 5 − 4 15 1 − 3 − 5 ⎠ ⎞ ( 1 − 1 0 1 0 1 0 1 0 3 15 − 13 0 0 1 1 − 2 − 4 3 15 − 4 15 15 ) ∼ ( 1 0 0 1 1 1 15 − 13 0 1 0 1 0 0 1 1 3 − 2 4 15 ) \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 0 & 3 & 15 & -13 \\ 0 & 0 & 1 & 1 & -2 & -4 \\ 3 & & & 15 & -4 \\ 15 & & & & 15 \end{pmatrix}
\sim
\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 15 & -13 \\ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 3 & -2 & 4 & 15 \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 3 15 − 1 1 0 0 0 1 1 3 1 15 0 15 − 2 − 4 15 1 − 13 − 4 ⎠ ⎞ ∼ ⎝ ⎛ 1 1 0 0 3 0 1 1 0 − 2 0 15 0 1 4 1 − 13 1 1 15 ⎠ ⎞
So inverse matrix is ( 1 3 1 15 2 15 1 3 1 15 − 13 15 1 3 − 2 15 − 4 15 ) \begin{pmatrix} \frac{1}{3} & \frac{1}{15} & \frac{2}{15} \\ \frac{1}{3} & \frac{1}{15} & -\frac{13}{15} \\ \frac{1}{3} & -\frac{2}{15} & -\frac{4}{15} \end{pmatrix} ⎝ ⎛ 3 1 3 1 3 1 15 1 15 1 − 15 2 15 2 − 15 13 − 15 4 ⎠ ⎞
Answer: ( 1 3 1 15 2 15 1 3 1 15 − 13 15 1 3 − 2 15 − 4 15 ) . \begin{pmatrix} \frac{1}{3} & \frac{1}{15} & \frac{2}{15} \\ \frac{1}{3} & \frac{1}{15} & -\frac{13}{15} \\ \frac{1}{3} & -\frac{2}{15} & -\frac{4}{15} \end{pmatrix}. ⎝ ⎛ 3 1 3 1 3 1 15 1 15 1 − 15 2 15 2 − 15 13 − 15 4 ⎠ ⎞ .
Comments