Encontre a inversa de cada matriz: \left[\begin{array}{cccc}1 & 2 & -3 & 1 \\\\ 0 & -1 & 6 & 2 \\\\ -4 & 0 & 2 & 3 \\\\ 1 & 2 & 3 & 4\end{array}\right] Passo 1O enunciado pede a inversa da matriz A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & -3 & 1\\\\ 0 & -1 & 6 & 2\\\\ -4 & 0 & 2 & 3\\\\ 1 & 2 & 3 & 4 \end{pmatrix} O procedimento é usar eliminação de Gauss–Jordan: montamos [A\mid I] e aplicamos operações elementares até obter [I\mid A^{-1}]. Passo 2Formamos o sistema aumentado e zeramos a coluna 1 abaixo de a_{11}=1 usando R_3 \leftarrow R_3 + 4\,R_1,\quad R_4 \leftarrow R_4 - R_1. O resultado é \left[\begin{array}{cccc|cccc} 1 & 2 & -3 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\\\ 0 & -1 & 6 & 2 & 0 & 1 & 0 & 0\\\\ 0 & 8 & -10 & 7 & 4 & 0 & 1 & 0\\\\ 0 & 0 & 6 & 3 & -1 & 0 & 0 & 1 \end{array}\right]. Passo 3Agora o pivô em (2,2) é -1. Normalizamos: R_2 \leftarrow -\,R_2\quad\Longrightarrow\quad R_2=(0,1,-6,-2\mid0,-1,0,0). Eliminamos na coluna 2: R_1\leftarrow R_1 - 2\,R_2,\quad R_3\leftarrow R_3 - 8\,R_2.Fica \left[\begin{array}{cccc|cccc} 1 & 0 & 9 & 5 & 1 & 2 & 0 & 0\\\\ 0 & 1 & -6 & -2 & 0 & -1 & 0 & 0\\\\ 0 & 0 & 38 & 23 & 4 & 8 & 1 & 0\\\\ 0 & 0 & 6 & 3 & -1 & 0 & 0 & 1 \end{array}\right]. Passo 4O pivô em (3,3) vale 38. Normalizamos: R_3\leftarrow \tfrac1{38}R_3 =(0,0,1,\tfrac{23}{38}\mid\tfrac{2}{19},\tfrac{4}{19},\tfrac{1}{38},0). Zeramos a coluna 3 em R_1,R_2,R_4: R_1\leftarrow R_1 - 9\,R_3,\quad R_2\leftarrow R_2 +6\,R_3,\quad R_4\leftarrow R_4 -6\,R_3.O sistema fica \left[\begin{array}{cccc|cccc} 1 & 0 & 0 & -\tfrac{17}{38} & \tfrac{1}{19} & \tfrac{2}{19} & -\tfrac{9}{38} & 0\\\\ 0 & 1 & 0 & \tfrac{31}{19} & \tfrac{12}{19} & \tfrac{5}{19} & \tfrac{3}{19} & 0\\\\ 0 & 0 & 1 & \tfrac{23}{38} & \tfrac{2}{19} & \tfrac{4}{19} & \tfrac{1}{38} & 0\\\\ 0 & 0 & 0 & -\tfrac{12}{19} & -\tfrac{31}{19} & -\tfrac{24}{19} & -\tfrac{3}{19} & 1 \end{array}\right]. Passo 5O pivô em (4,4) é -\tfrac{12}{19}. Normalizamos: R_4\leftarrow -\tfrac{19}{12}\,R_4 =(0,0,0,1\mid\tfrac{31}{12},2,\tfrac14,-\tfrac{19}{12}). Eliminamos col 4 em R_1,R_2,R_3: R_1\leftarrow R_1 + \tfrac{17}{38}R_4,\quad R_2\leftarrow R_2 - \tfrac{31}{19}R_4,\quad R_3\leftarrow R_3 - \tfrac{23}{38}R_4.O lado esquerdo vira a identidade e o direito é A^{-1}. Resposta A^{-1} = \begin{pmatrix} \tfrac{29}{24} & 1 & -\tfrac18 & -\tfrac{17}{24}\\\\ -\tfrac{43}{12} & -3 & -\tfrac14 & \tfrac{31}{12}\\\\ -\tfrac{35}{24} & -1 & -\tfrac18 & \tfrac{23}{24}\\\ \tfrac{31}{12} & 2 & \tfrac14 & -\tfrac{19}{12} \end{pmatrix}. MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETAExercícios relacionadosEncontre a inversa de cada matriz: \left[\begin{array}{ccc}-1 & 2 & -1 \\\\ 3 & 0 & 4 \\\\ 6 & 3 & 1\end{array}\right] Encontre a inversa de cada matriz: \left[\begin{array}{ccc}0 & 1 & 2 \\\\ -1 & 4 & 5 \\\\ 3 & 2 & 7\end{array}\right] Dizemos que uma matriz A é ortogonal se A^{t}=A^{-1}. Mostre que se A é ortogonal então \operatorname{det}(A)= \pm 1. Apresente um contra-exemplo para mostrar que a recíproca nāo é verdadeira, isto \hat{e}, se \operatorname{det}(A)= \pm 1 nāo é necessariamente verdade que A é ortogonal. Dizemos que uma matriz A é ortogonal se A^{t}=A^{-1}. Mostre que se A é ortogonal então \operatorname{det}(A)= \pm 1. Apresente um contra-exemplo para mostrar que a recíproca nāo é verdadeira, isto \hat{e}, se \operatorname{det}(A)= \pm 1 nāo é necessariamente verdade que A é ortogonal.