Ejercicio de matrices 69 resuelto: Despejar una matriz X en dos ecuaciones con inversas

✓ Solución revisada y verificada

Enunciado

Suponiendo A y B regulares, despejar X en a) X^T A=B y b) (XA)^-1=A^-1B. Después calcular X para A=[[1,0,3],[4,-2,1],[0,0,1]] y B=[[0,1,2],[1,0,1],[1,1,1]].
Ver solución paso a pasoDesarrollo, resultado e interpretación

Desarrollo paso a paso

1. Ecuación X^T A=B

X^T=BA^-1
X=(BA^-1)^T=(A^-1)^T B^T

Con los datos:

X=[[2,1,3],[-1/2,0,-1/2],[-7/2,-2,-15/2]]

2. Ecuación (XA)^-1=A^-1B

Invertimos ambos lados:

XA=(A^-1B)^-1=B^-1A
X=B^-1

Numéricamente:

X=[[-1/2,1/2,1/2],[0,-1,1],[1/2,1/2,-1/2]]

Ampliación paso a paso · apuntes revisados

En el apartado b) hay que extremar el cuidado con el orden al invertir un producto:

(XA)^-1=A^-1B
XA=(A^-1B)^-1
   =B^-1(A^-1)^-1
   =B^-1A
X=B^-1.

La identidad correcta es (PQ)^-1=Q^-1P^-1. Escribir (A^-1B)^-1=AB^-1 sería un error de orden.

Método utilizado

Inversas y traspuestas

Resultado final

a) X=(BA^-1)^T=(A^-1)^T B^T=[[2,1,3],[-1/2,0,-1/2],[-7/2,-2,-15/2]]. b) X=B^-1=[[-1/2,1/2,1/2],[0,-1,1],[1/2,1/2,-1/2]].

Interpretación del resultado

Al despejar matrices importa el lado por el que se multiplica: el producto matricial no conmuta. En el segundo apartado la ecuación se simplifica por completo y X resulta ser B^-1.

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