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輸入計算

若為 2×2 矩陣,只需填入左上角的 a11、a12、a21、a22。

數學公式

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結果

行列式 det(A)
10
A 可逆(det ≠ 0)
Inverse Matrix A-1
0.6 -0.7
-0.2 0.4

什麼是反矩陣計算機?

這個工具可以計算方陣的反矩陣,支援 2×2 與 3×3 兩種尺寸。矩陣 A 的反矩陣記作 \(A^{-1}\),它滿足 \(A \cdot A^{-1} = I\) 的關係,其中 \(I\) 是單位矩陣。只有當行列式不等於零時,反矩陣才會存在;否則這個矩陣就稱為「奇異矩陣」,無法求逆。

使用方法

先選擇矩陣尺寸(2×2 或 3×3),接著在對應的格子中填入各個元素,計算機就會回傳行列式與完整的反矩陣。若是 2×2 矩陣,只會用到左上角的四個格子(a11、a12、a21、a22)。當行列式為零時,工具會直接提示你這個矩陣沒有反矩陣。

公式說明

通用解法會用到伴隨矩陣:

$$A^{-1} = \frac{\operatorname{adj}(A)}{\det A}$$

伴隨矩陣就是餘因子矩陣的轉置。以 2×2 矩陣 \([[a, b], [c, d]]\) 為例,公式可簡化為

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

至於 3×3 矩陣,則需要計算九個餘因子、進行轉置,再各自除以行列式。

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反矩陣公式流程圖:行列式、伴隨矩陣,然後相除
反矩陣等於伴隨矩陣除以行列式。
示意圖:矩陣 A 乘以其反矩陣等於單位矩陣
矩陣與其反矩陣相乘得到單位矩陣 I。

實例演練

假設 \(A = [[4, 7], [2, 6]]\)。行列式為

$$(4 \cdot 6) - (7 \cdot 2) = 24 - 14 = 10$$

反矩陣即為

$$\frac{1}{10} \begin{bmatrix} 6 & -7 \\ -2 & 4 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0.6 & -0.7 \\ -0.2 & 0.4 \end{bmatrix}$$

你可以將 \(A \cdot A^{-1}\) 相乘來驗證,結果應該會得到單位矩陣。

常見問題

為什麼我的矩陣沒有反矩陣?因為它的行列式等於零——代表各列或各行之間線性相依,所以這是一個奇異矩陣。

反矩陣一定存在嗎?不一定。只有行列式不為零的方陣才可逆。

我要怎麼確認結果是否正確?把原矩陣乘上算出來的反矩陣,結果應該會是單位矩陣(對角線為 1,其餘皆為 0)。

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