Inverse einer Matrix Rechner

Zahlenformat
Lösungskommentare
Ohne Beschreibung (nur Antwort)

a

b

c

d

x

y

z

clear

i

ab
x2
xn

Randomize

313131313135151515151583137
2
2510
=Lösen

  Über den Matrizeninvers-Rechner

Dies ist ein kostenloser Online-Matrizeninvers-Rechner, der die Methoden der Adjunkten, Gauss-Jordan, Gauß-Elimination und Montante (Bareiss-Algorithmus) verwendet. mit vollständiger, detaillierter, schrittweiser Beschreibung der Lösungen, die Operationen mit Matrizen bis zu einer Größe von 99x99 mit Matrixelementen der folgenden Typen durchführt: Dezimalzahlen, Brüche, komplexe Zahlen, Variablen.

Um die Berechnung zu starten, müssen Sie zunächst die Größe der Matrix in das Eingabefeld eingeben, das Sie ganz oben auf dem Bildschirm finden können. Dort können Sie auch die gewünschte Berechnungsmethode auswählen.

Etwas weiter unten finden Sie ein Matrixfenster, in das Sie die Matrixelemente mit der Tastatur eingeben müssen. Hier befindet sich auch das Matrix-Kontrollfeld, das die Arbeit mit Matrizen vereinfacht und die folgenden Steuerelemente enthält:

  • Das erste Element ermöglicht es Ihnen, das Matrixfenster zu vergrößern. Dies kann besonders nützlich sein, wenn Sie Berechnungen mit sehr großen Matrizen durchführen müssen, die nicht vollständig in das Fenster passen. Wenn die Matrix auch nach dem Vergrößern des Fensters nicht vollständig sichtbar ist, können Sie die Skalierung der Matrix mit den Tasten + / - ändern.
  • Das zweite Element übernimmt die Funktion, die Matrixeingabe in den Zwischenspeicher zu kopieren. Dies kann nützlich sein, wenn Sie häufig die gleiche Matrix für Berechnungen verwenden oder wenn Sie Matrizen zwischen verschiedenen Operationen verschieben müssen.
  • Und das letzte Element fügt die zuvor kopierte Matrix ein, was den Eingabeprozess der Matrix auf wenige Klicks beschleunigt, anstatt sie manuell einzugeben.

Noch weiter unten finden Sie eine Symbolleiste, mit der Sie den Rechner anpassen und die Arbeit mit ihm erleichtern können. Sie ist visuell in drei Teile unterteilt, die jeweils für die folgenden Funktionen verantwortlich sind:

  • Der erste Teil ermöglicht Ihnen die Auswahl des Zahlenformats bei der Anzeige des Lösungsergebnisses. Außerdem können Sie hier die Kommentare zur Lösung des Problems ausschalten, wenn Sie bereits verstanden haben, wie das Problem zu lösen ist, und den Rechner nur zur Beschleunigung oder Überprüfung Ihrer eigenen Berechnungen verwenden. Oder Sie können die schrittweise Lösung ganz abschalten, wenn Sie nur das Ergebnis der Lösung benötigen.
  • Der zweite Teil enthält Schaltflächen, mit denen Sie den Typ des Matrixeingabefelds ändern, dessen Elemente oder die gesamte Matrix löschen können, und die größte Schaltfläche mit einem Gleichheitszeichen, die Sie zum Bildschirm mit der Lösung des Problems führt. Alle diese Schaltflächen sind durch Tasten auf der Tastatur dupliziert. Um herauszufinden, welche Taste auf der Tastatur Sie drücken müssen, bewegen Sie einfach den Mauszeiger über eine der Schaltflächen und es erscheint ein Hinweis mit dem Namen der Taste. Sie können auch die Pfeiltasten auf Ihrer Tastatur verwenden, um den Cursor zwischen den Matrixeingabefeldern zu bewegen.
  • Und der letzte Teil ermöglicht Ihnen die Auswahl der Anzahl der Nachkommastellen für die Rundung von nicht ganzzahligen Zahlen. Außerdem können Sie hier sofort ein Beispiel sehen, wie die gerundeten Brüche aussehen werden.

  Was ist die Inverse einer Matrix(Matrix hoch -1)?

Wenn wir eine beliebige Zahl nehmen und 1 durch diese Zahl dividieren, finden wir den Kehrwert, der die Inverse dieser Zahl ist. Wenn wir diese Zahl mit ihrem Kehrwert multiplizieren, erhalten wir 1. So wie gewöhnliche Zahlen einen Kehrwert haben, können quadratische Matrizen eine Inverse haben, wenn ihre Determinante nicht gleich 0 ist. Andernfalls gelten diese Matrizen als singulär und es ist unmöglich, eine Inverse für sie zu finden. Wenn wir die Matrix mit ihrer Inversen multiplizieren, erhalten wir eine Einheitsmatrix. Die Einheitsmatrix verhält sich zu anderen Matrizen ähnlich wie die Zahl 1 zu anderen Zahlen: Wenn wir eine beliebige Matrix mit der Einheitsmatrix multiplizieren, erhalten wir als Ergebnis dieselbe Matrix. In der Einheitsmatrix sind die Elemente auf der Hauptdiagonale gleich 1 und alle anderen Elemente gleich 0.

  Wie findet man die Inverse einer Matrix mit Hilfe von Gauss-Jordan?

Um die Inverse einer Matrix mit Hilfe der Gauss-Jordan-Methode zu finden, können wir rechts neben die Matrix eine Einheitsmatrix derselben Größe stellen. Wenn wir dann die Gauss-Jordan-Methode auf eine solche Matrix so anwenden, dass links eine Einheitsmatrix entsteht, erhalten wir rechts die Inverse.

  Beispiel für die Berechnung einer inversen Matrix

Schreibe die Ausgangsmatrix
A
:
A
=
2
1
1
1
3
0
1
2
0
Um die inverse Matrix der Matrix
A
zu finden, können wir rechts davon die Identitätsmatrix gleicher Größe hinzufügen;
Danach transformieren wir die Matrix mit der Methode
Gauß-Jordan
so, dass der linke Teil zu einer Identitätsmatrix wird, dann erhalten wir im rechten Teil die inverse Matrix der Matrix
A
;
Schreiben Sie die erweiterte Matrix (addieren Sie die Identitätsmatrix rechts neben die Matrix
A
):
2
1
1
1
3
0
1
2
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
3
Iteration 1
Teile die
1
te Zeile durch
2
;
1
1
1
1
2
3
0
1
2
2
0
1
2
0
0
0
1
0
0
0
1
Nullen in Spalte
1
erhalten;
Das Element mit den Indizes
1,1
wird zum Pivot;
Die Zeile mit dem Pivotelement bleibt unverändert;
Alle anderen Elemente der Matrix werden mit der Rechteckmethode relativ zum Pivotelement gefunden:
Setzen Sie die Spalte mit dem Pivotelement auf Null:
1
0
0
1
2
2
1
2
-
1
2
1
2
1
1
2
-
1
2
1
2
-
1
2
-
1
2
0
1
0
0
0
1
4
Iteration 2
Teile die
2
te Zeile durch
2
1
2
;
1
0
0
1
2
1
-
1
2
1
2
3
5
-
1
2
1
2
-
1
5
-
1
2
0
2
5
0
0
0
1
Nullen in Spalte
2
erhalten;
Das Element mit den Indizes
2,2
wird zum Pivot;
Die Zeile mit dem Pivotelement bleibt unverändert;
Alle anderen Elemente der Matrix werden mit der Rechteckmethode relativ zum Pivotelement gefunden:
Setzen Sie die Spalte mit dem Pivotelement auf Null:
1
0
0
0
1
0
1
5
3
5
-
1
5
3
5
-
1
5
-
3
5
-
1
5
2
5
1
5
0
0
1
5
Iteration 3
Teile die
3
te Zeile durch
-
1
5
;
1
0
0
0
1
0
1
5
3
5
1
3
5
-
1
5
3
-
1
5
2
5
-1
0
0
-5
Nullen in Spalte
3
erhalten;
Das Element mit den Indizes
3,3
wird zum Pivot;
Die Zeile mit dem Pivotelement bleibt unverändert;
Alle anderen Elemente der Matrix werden mit der Rechteckmethode relativ zum Pivotelement gefunden:
Setzen Sie die Spalte mit dem Pivotelement auf Null:
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
-2
3
0
1
-1
1
3
-5
Answer
B = A⁻¹
0
-2
3
0
1
-1
1
3
-5
Größe3×3MethodeGauß-Jordan

  Häufig gestellte Fragen

Wie berechnet man die Inverse einer Matrix?

Zwei gängige Methoden sind die Gauß-Jordan-Elimination — erweitere die Matrix mit der Einheitsmatrix und reduziere die Zeilen, bis der linke Block zur Einheitsmatrix wird — und die Adjunkte-Methode, bei der die Transponierte der Kofaktormatrix durch die Determinante geteilt wird.

Welche Matrizen besitzen eine Inverse?

Nur quadratische Matrizen mit einer von Null verschiedenen Determinante (nicht-singuläre Matrizen) sind invertierbar. Wenn die Determinante 0 ist, besitzt die Matrix keine Inverse.

Was ist die Inverse einer 2×2-Matrix?

Für A = [[a, b], [c, d]] ist die Inverse 1/(ad − bc) × [[d, −b], [−c, a]], sofern die Determinante ad − bc nicht Null ist.

Ist die Inverse einer Matrix eindeutig?

Ja. Wenn eine Matrix invertierbar ist, ist ihre Inverse eindeutig und erfüllt A·A⁻¹ = A⁻¹·A = I, wobei I die Einheitsmatrix ist.

  Berechnungsmethoden

  Quellen