역행렬 계산기

역행렬 계산기 정보

역행렬 계산기는 가우스-조르단 소거법을 사용하여 모든 정사각 행렬의 역행렬을 계산하고 모든 행 연산 단계를 보여줍니다. 2×2, 3×3, 4×4, 5×5 또는 6×6 행렬을 입력하여 반올림 오차 없는 정확한 분수 산술 역행렬을 얻으세요. 이 도구는 행렬식도 계산하며 A × A⁻¹ = I임을 확인하여 결과를 검증합니다.

역행렬이란 무엇인가요?

정사각 행렬 \(A\)의 역행렬( \(A^{-1}\)로 표기)은 다음을 만족하는 유일한 행렬입니다.

$$A \times A^{-1} = A^{-1} \times A = I$$

여기서 \(I\)는 단위 행렬입니다. 비특이 행렬(행렬식이 0이 아닌 행렬)만 역행렬을 가집니다.

가우스-조르단 소거법을 사용하여 역행렬을 구하는 방법

단계 1. +/− 버튼을 사용하여 정사각 행렬의 크기(2×2 ~ 6×6)를 선택하거나 빠른 예제를 클릭하여 사전 설정된 행렬을 로드합니다.

단계 2. 그리드에 행렬 값을 입력합니다. 정수, 소수 또는 1/3이나 -5/2와 같은 분수를 입력할 수 있습니다. Tab, Enter 또는 화살표 키를 사용하여 셀 사이를 이동합니다. 대각선 셀은 파란색조로 강조 표시됩니다.

단계 3. 역행렬 계산을 클릭합니다. 계산기는 행렬에 단위 행렬을 추가하여 [A|I]를 만들고 가우스-조르단 소거법을 적용하여 [I|A⁻¹]로 변환합니다.

단계 4. 정확한 분수와 소수 형태의 역행렬을 모두 검토합니다. 탭을 사용하여 보기 사이를 전환하세요. 히트맵 시각화는 각 항목의 크기와 부호를 한눈에 보여줍니다.

단계 5. 각 행 연산을 클릭하여 단계별 풀이를 살펴보거나, 애니메이션 재생을 위해 재생 버튼을 누릅니다. 검증 섹션에서 A × A⁻¹ = I임을 확인할 수 있습니다.

2×2 역행렬 공식

2×2 행렬 \(\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}\)의 경우 역행렬은 다음과 같습니다.

$$A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}$$

이 공식은 \(ad - bc \neq 0\)일 때만 작동합니다. 더 큰 행렬의 경우 가우스-조르단 소거법(이 계산기가 사용하는 방식)이 표준적인 접근 방식입니다.

역행렬 계산 방법

역행렬의 성질

역행렬의 응용

자주 묻는 질문

역행렬이란 무엇인가요?

정사각 행렬 A의 역행렬(A⁻¹로 표기)은 A × A⁻¹ = A⁻¹ × A = I(여기서 I는 단위 행렬)를 만족하는 유일한 행렬입니다. 행렬식이 0이 아닌 정사각 행렬(비특이 행렬)만 역행렬을 가집니다.

가우스-조르단 소거법으로 역행렬을 어떻게 구하나요?

단위 행렬을 A 옆에 배치하여 첨가 행렬 [A|I]를 만듭니다. 그런 다음 왼쪽 부분이 단위 행렬이 되도록 행 연산을 적용합니다. 그러면 오른쪽 부분은 자동으로 A⁻¹가 됩니다. 이는 각 행 연산이 기본 행렬을 왼쪽에서 곱하는 것과 같기 때문입니다.

언제 행렬에 역행렬이 없나요?

행렬의 행렬식이 0일 때 해당 행렬은 특이 행렬(가역적이지 않음)입니다. 이는 행이나 열이 선형 종속일 때, 즉 한 행을 다른 행들의 조합으로 나타낼 수 있을 때 발생합니다. 가우스-조르단 소거법 중에 이는 0 피벗으로 나타납니다.

행렬식과 역행렬의 관계는 무엇인가요?

행렬은 행렬식이 0이 아닐 때만 역행렬을 가집니다. 2×2 행렬 [[a,b],[c,d]]의 경우, 역행렬은 (1/det) × [[d,-b],[-c,a]]입니다 (단, det = ad - bc). 더 큰 행렬의 경우, 수반 행렬 공식을 통해 A⁻¹ = (1/det(A)) × adj(A)로 구할 수 있습니다.

정사각 행렬이 아닌 경우에도 역행렬을 가질 수 있나요?

정사각 행렬이 아닌 행렬은 진정한 의미의 양방향 역행렬을 가지지 않습니다. 그러나 왼쪽 역행렬(열 랭크가 가득 찬 경우)이나 오른쪽 역행렬(행 랭크가 가득 찬 경우)은 가질 수 있습니다. 무어-펜로즈 유사역행렬은 이 개념을 모든 행렬로 일반화한 것입니다.