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Vamos

Definição de matriz inversa

Dizemos que uma matriz quadrada possui inversa quando existe uma matriz tal que:



onde é a matriz identidade. A matriz é única e é chamada de inversa de , sendo representada por: Ou seja,


.

Observação importante: Uma matriz quadrada só possui inversa quando seu determinante é diferente de zero.


Ou seja, uma matriz tem inversa se, e somente se, seu determinante é não nulo.

Propriedades da matriz inversa

A inversa de uma matriz possui as seguintes propriedades:

1 Se e são matrizes quadradas da mesma ordem que possuem inversa, então o produto também possui inversa, e:

2

3 Seja um número real diferente de zero, então

4 Se representa a transposta de uma matriz, então:

  • A matriz inversa é uma ferramenta importante na resolução de sistemas de equações lineares, pois qualquer sistema pode ser escrito na forma:

onde é a matriz dos coeficientes do sistema, é o vetor coluna que contém as variáveis desconhecidas, e é o vetor coluna cujos elementos são os termos constantes do lado direito das equações do sistema.

Por exemplo, o sistema:

pode ser expressado como a equação matricial onde:

Considerando que a matriz dos coeficientes é quadrada, ela pode possuir inversa. Se possui inversa e temos uma forma de calcular essa inversa , então podemos determinar simplesmente por meio de uma multiplicação de matrizes:
, isso porque,

Ou seja, resolvemos o sistema de equações.

Assim, uma das aplicações mais úteis da inversa de uma matriz é a resolução eficiente de sistemas de equações lineares.

Lembrando que a matriz transposta de uma matriz é representada por ye se obtém trocando suas linhas por colunas (ou colunas por linhas).Por exemplo, continuando com a matriz acima, temos que, se:

Pode-se calcular a inversa de uma matriz por dois métodos: pelo método de Gauss e pelo método da adjunta. Neste último, é onde aparece a matriz transposta. Assim, uma das aplicações práticas mais importantes da matriz transposta é no cálculo da matriz inversa.

Já estudamos o método de Gauss em outro artigo. Agora, vamos concentrar nossa atenção no método da adjunta.

Cálculo pelo método da adjunta

O cálculo da inversa de uma matriz pelo método da adjunta baseia-se no seguinte resultado:

onde,

Para entender a operação, vamos analisar um exemplo:

Exemplo: Cálculo da matriz inversa

que corresponde aos coeficientes do sistema de equações lineares acima.

Solução:

Para calcular a inversa, seguimos os seguintes passos:

1 Calculamos o determinante da matriz:

Como o determinante é diferente de zero, a matriz possui inversa.

2 A matriz adjunta é aquela em que cada elemento da matriz original é substituído por seu cofator.

Ou seja,

onde

Dessa forma,

Portanto,

3 Calculamos a transposta da matriz adjunta:

Se:

4 A matriz inversa é igual à transposta da matriz adjunta dividida pelo determinante da matriz original.

Ou seja:

Portanto,

Assim, obtemos a inversa da matriz .

Observação: Como comentário final, podemos resolver o sistema de equações lineares apresentado anteriormente utilizando:


obtendo que,

Portanto, a escolha de

resolve o sistema apresentado anteriormente, como pode ser facilmente verificado.

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Ms. Kessia

Produtora de conteúdo apaixonada por conectar culturas por meio das palavras, equilibrando a criação para redes sociais com o desafio de criar para o mundo dois meninos incríveis.