2つの2x2行列の逆行列を求め、与えられた変数(a, b, c, d, e, f, g, h)の値を答える問題です。

代数学行列逆行列線形代数
2025/5/19

1. 問題の内容

2つの2x2行列の逆行列を求め、与えられた変数(a, b, c, d, e, f, g, h)の値を答える問題です。

2. 解き方の手順

2x2行列 A=(abcd)A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} の逆行列 A1A^{-1} は、以下のように計算されます。
A1=1adbc(dbca)A^{-1} = \frac{1}{ad-bc}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}
**最初の行列について:**
行列 A=(2527)A = \begin{pmatrix} 2 & 5 \\ 2 & 7 \end{pmatrix} の逆行列を求めます。
まず、行列式 adbcad - bc を計算します。
adbc=(2)(7)(5)(2)=1410=4ad - bc = (2)(7) - (5)(2) = 14 - 10 = 4
したがって、A1=14(7522)=(7/45/42/42/4)=(7/45/41/21/2)A^{-1} = \frac{1}{4}\begin{pmatrix} 7 & -5 \\ -2 & 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 7/4 & -5/4 \\ -2/4 & 2/4 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 7/4 & -5/4 \\ -1/2 & 1/2 \end{pmatrix}
よって、a=7/4a = 7/4, b=5/4b = -5/4, c=1/2c = -1/2, d=1/2d = 1/2です。
**次の行列について:**
行列 B=(31317)B = \begin{pmatrix} 3 & 13 \\ 1 & 7 \end{pmatrix} の逆行列を求めます。
まず、行列式 adbcad - bc を計算します。
adbc=(3)(7)(13)(1)=2113=8ad - bc = (3)(7) - (13)(1) = 21 - 13 = 8
したがって、B1=18(71313)=(7/813/81/83/8)B^{-1} = \frac{1}{8}\begin{pmatrix} 7 & -13 \\ -1 & 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 7/8 & -13/8 \\ -1/8 & 3/8 \end{pmatrix}
よって、e=7/8e = 7/8, f=13/8f = -13/8, g=1/8g = -1/8, h=3/8h = 3/8です。

3. 最終的な答え

a = 7/4
b = -5/4
c = -1/2
d = 1/2
e = 7/8
f = -13/8
g = -1/8
h = 3/8

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