Math Problem Statement

[АС-ВС+I]С^-1 - С^-1, где

А= ((1 2 3)¦█(2 1 0@-2 3 1 )) В= ((1 4 -5)¦█(0 1 8@0 -3 1 )) С= ((1 0 -4)¦█(2 0 0@0 -2 4 )) Подсказка сначала упростите выражение, используя свойства матриц умножения /сложения

Solution

Давайте упростим выражение [АСВС+I]С1С1[АС - ВС + I]С^{-1} - С^{-1}, следуя пошаговому подходу.

Шаг 1: Упростим выражение внутри скобок

[АСВС+I][АС - ВС + I] Используем свойство распределительности умножения матриц: АСВС=(АВ)САС - ВС = (А - В)С Тогда выражение становится: [(АВ)С+I][(А - В)С + I]

Шаг 2: Упростим выражение с С1С^{-1}

Подставляем результат из предыдущего шага: [(АВ)С+I]С1С1[(А - В)С + I]С^{-1} - С^{-1} Используем свойство СС1=IС С^{-1} = I: (АВ)СС1+IС1С1(А - В)СС^{-1} + IС^{-1} - С^{-1} (АВ)I+IС1С1(А - В)I + IС^{-1} - С^{-1} Так как IС1=С1IС^{-1} = С^{-1}, то: (АВ)+С1С1(А - В) + С^{-1} - С^{-1} Упрощается до: АВА - В

Шаг 3: Вычислим АВА - В

Подставляем матрицы АА и ВВ:

В = \begin{pmatrix} 1 & 4 & -5 \\ 0 & 1 & 8 \\ 0 & -3 & 1 \end{pmatrix}$$ Вычитаем элементы попарно: $$А - В = \begin{pmatrix} 1-1 & 2-4 & 3-(-5) \\ 2-0 & 1-1 & 0-8 \\ -2-0 & 3-(-3) & 1-1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & -2 & 8 \\ 2 & 0 & -8 \\ -2 & 6 & 0 \end{pmatrix}$$ ### Ответ: Упрощенное выражение равно: $$А - В = \begin{pmatrix} 0 & -2 & 8 \\ 2 & 0 & -8 \\ -2 & 6 & 0 \end{pmatrix}$$ Если нужно объяснить подробнее или вычислить другие шаги, дайте знать! --- #### Вопросы для размышления: 1. Какие свойства матриц использовались для упрощения выражения? 2. Как вычислить обратную матрицу $$С^{-1}$$, если она понадобилась бы? 3. Что бы изменилось, если бы $$С$$ была диагональной матрицей? 4. Как проверить правильность вычитания матриц? 5. Могут ли в этом выражении быть случаи, где $$С^{-1}$$ не существует? #### Советы: При работе с матрицами старайтесь сначала упростить выражение символически, чтобы минимизировать вычисления.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Matrix Multiplication
Matrix Inversion
Matrix Addition

Formulas

(A - B)C + I
AC - BC = (A - B)C
I * C^(-1) = C^(-1)

Theorems

Distributive Property of Matrix Multiplication
Properties of Inverse Matrices

Suitable Grade Level

College-level or advanced high school (Grades 11-12)