使用初等变换求逆矩阵的基本步骤如下:
1. 将原矩阵与单位矩阵并排放置,形成一个增广矩阵 \( (A|I) \)。
2. 对增广矩阵进行初等行变换,目标是将原矩阵 \( A \) 变换为单位矩阵 \( E \)。
3. 当 \( A \) 变换为单位矩阵 \( E \) 时,单位矩阵 \( I \) 所在的右半部分将变为 \( A \) 的逆矩阵 \( A^{-1} \)。
初等行变换包括:
交换两行
用非零常数乘以某一行
将一行乘以非零常数加到另一行
请注意,在初等变换过程中,只能对矩阵进行行变换,不能对列进行变换。
举个例子,假设我们有一个 2x2 的矩阵 \( A \):
\[ A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} \]
和相应的单位矩阵 \( I \):
\[ I = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \]
增广矩阵 \( (A|I) \) 为:
\[ (A|I) = \begin{pmatrix} a & b & 1 & 0 \\ c & d & 0 & 1 \end{pmatrix} \]
通过初等行变换,我们希望得到:
\[ (E|A^{-1}) = \begin{pmatrix} 1 & 0 & * & * \\ 0 & 1 & * & * \end{pmatrix} \]
其中 \( * \) 表示我们在此步骤中不需要关心的元素。