与えられた3つの2x2行列A, B, Cの逆行列を求める問題です。 $A = \begin{pmatrix} -3 & 2 \\ -4 & 1 \end{pmatrix}$, $B = \begin{pmatrix} 2 & 6 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}$, $C = \begin{pmatrix} 50 & 45 \\ 30 & 25 \end{pmatrix}$

代数学線形代数行列逆行列行列式
2025/7/27

1. 問題の内容

与えられた3つの2x2行列A, B, Cの逆行列を求める問題です。
A=(3241)A = \begin{pmatrix} -3 & 2 \\ -4 & 1 \end{pmatrix}, B=(2613)B = \begin{pmatrix} 2 & 6 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}, C=(50453025)C = \begin{pmatrix} 50 & 45 \\ 30 & 25 \end{pmatrix}

2. 解き方の手順

2x2行列 (abcd)\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} の逆行列は、行列式 adbcad - bc が0でないとき、
1adbc(dbca)\frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} で与えられます。
各行列について、行列式を計算し、逆行列を求めます。
(1) 行列Aについて
行列式: (3)(1)(2)(4)=3+8=5(-3)(1) - (2)(-4) = -3 + 8 = 5
逆行列: 15(1243)=(1/52/54/53/5)\frac{1}{5} \begin{pmatrix} 1 & -2 \\ 4 & -3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1/5 & -2/5 \\ 4/5 & -3/5 \end{pmatrix}
(2) 行列Bについて
行列式: (2)(3)(6)(1)=66=0(2)(3) - (6)(1) = 6 - 6 = 0
行列式が0なので、逆行列は存在しません。
(3) 行列Cについて
行列式: (50)(25)(45)(30)=12501350=100(50)(25) - (45)(30) = 1250 - 1350 = -100
逆行列: 1100(25453050)=(1/49/203/101/2)\frac{1}{-100} \begin{pmatrix} 25 & -45 \\ -30 & 50 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1/4 & 9/20 \\ 3/10 & -1/2 \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

A1=(1/52/54/53/5)A^{-1} = \begin{pmatrix} 1/5 & -2/5 \\ 4/5 & -3/5 \end{pmatrix}
B1B^{-1} は存在しない
C1=(1/49/203/101/2)C^{-1} = \begin{pmatrix} -1/4 & 9/20 \\ 3/10 & -1/2 \end{pmatrix}

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