与えられた行列 $\begin{pmatrix} 4 & 3 \\ 2 & 2 \end{pmatrix}$ の逆行列を求め、その逆行列を $\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}$ と表すとき、$a, b, c, d$ を求める問題です。

代数学行列逆行列線形代数
2025/5/12

1. 問題の内容

与えられた行列 (4322)\begin{pmatrix} 4 & 3 \\ 2 & 2 \end{pmatrix} の逆行列を求め、その逆行列を (abcd)\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} と表すとき、a,b,c,da, b, c, d を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、行列 A=(4322)A = \begin{pmatrix} 4 & 3 \\ 2 & 2 \end{pmatrix} の逆行列 A1A^{-1} を求める方法を説明します。
2x2行列 A=(pqrs)A = \begin{pmatrix} p & q \\ r & s \end{pmatrix} の逆行列は、
A1=1psqr(sqrp)A^{-1} = \frac{1}{ps-qr} \begin{pmatrix} s & -q \\ -r & p \end{pmatrix}
で与えられます。ただし、psqr0ps - qr \neq 0
与えられた行列 A=(4322)A = \begin{pmatrix} 4 & 3 \\ 2 & 2 \end{pmatrix} に対して、p=4,q=3,r=2,s=2p=4, q=3, r=2, s=2 です。
まず、行列式 psqrps - qr を計算します。
psqr=(4)(2)(3)(2)=86=2ps - qr = (4)(2) - (3)(2) = 8 - 6 = 2
したがって、A1=12(2324)=(13/212)A^{-1} = \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 2 & -3 \\ -2 & 4 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & -3/2 \\ -1 & 2 \end{pmatrix}
したがって、
A1=(abcd)=(13/212)A^{-1} = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & -3/2 \\ -1 & 2 \end{pmatrix}
a=1,b=3/2,c=1,d=2a = 1, b = -3/2, c = -1, d = 2

3. 最終的な答え

a=1a = 1
b=3/2b = -3/2
c=1c = -1
d=2d = 2

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