Inversão de Matrizes Uma matriz quadrada A é não-singular, se é possı́vel obter, no final da eliminação de Gauss, uma matriz triangular superior com todos os elementos na diagonal principal diferentes de zero, ou quando a caracterı́stica de A é igual à ordem de A. Uma matriz quadrada A é singular, se no final da eliminação de Gauss, a matriz triangular superior obtida, apresentar pelo menos um elemento nulo na diagonal principal, ou quando a caracterı́stica de A é inferior à ordem de A. Ex: A matriz A é não-singular; a matriz B é singular. 0 1 2 3 4 2 A = 3 4 2 → ... → 0 1 2 6 3 2 0 0 8 c(A) = 3 = ordem de A 1 2 3 1 2 3 B = 2 3 4 → . . . → 0 −1 −2 0 1 2 0 0 0 c(B) = 2 < ordem de B Uma matriz A é invertı́vel (ou admite inversa) se existe uma matriz B tal que AB = I e BA = I. Quando existe uma matriz B com estas caracterı́sticas, ela é única e designa-se por A−1 .Assim, se A é invertı́vel tem-se: AA−1 = I = A−1 A. Nota: Só podem ser invertı́veis as matrizes quadradas. 1 Proposição 0.1 Sejam A e B duas matrizes. Se A e B são matrizes invertı́veis então AB é uma matriz invertı́vel e (AB)−1 = B −1 A−1 . Dada uma matriz A = [aij ]p,n i,j=1 , podemos construir uma nova matriz cuja coluna k é a linha k de A, para k ∈ {1, . . . , p}. A matriz assim obtida é do tipo n × p, representa-se por AT e designa-se por matriz transposta de A. Proposição 0.2 Seja A uma matriz invertı́vel. Então: 1. (A−1 )−1 = A 2. Para qualquer inteiro positivo m, Am é invertı́vel, tendo-se (Am )−1 = (A−1 )m 3. (AT )−1 = (A−1 )T . Proposição 0.3 Uma matriz quadrada A é invertı́vel se e só se é não singular. Podemos enunciar uma última propriedade: Proposição 0.4 As seguintes afirmações são equivalentes: 1. A matriz A é invertı́vel. 2. O sistema Ax = b é possı́vel e determinado, para qualquer b. 3. O sistema Ax = 0 é determinado. 2