Otra ecuación matricial

Question

Resuelva la siguiente ecuación matricial para $X$ .

$$\left[\begin{array}{cc} 5 &-8\cr 8 &1 \end{array}\right] X + \left[\begin{array}{cc} 6 &6\cr 3 &5 \end{array}\right] = \left[\begin{array}{cc} -1 &4\cr -3 &-1 \end{array}\right] X$$

Por favor, dame alguna pista para hacer esta pregunta. Gracias.

Answer 1

Su ecuación matricial es $$ AX+B=CX$$

Resuelve X.

$$(A-C)X=-B$$

$$X=-(A-C)^{-1}B$$ $$X= \left[\begin{array}{cc} -6 &12\cr -11 &-2 \end{array}\right]^{-1}\left[\begin{array}{cc} 6 &6\cr 3 &5 \end{array}\right]$$

$$ X = \frac{1}{12}\left[\begin{array}{cc} -4 & -6\cr 4 &3 \end{array}\right]$$

Answer 2

Se trata de una ecuación lineal en cuatro variables.

Sea $X = \begin{bmatrix} x_{11} & x_{12} \\ x_{21} & x_{22} \end{bmatrix}$ .

Considere cada entrada del lado derecho y del lado izquierdo como una ecuación independiente:

$$\begin{align} 5x_{11} - 8x_{21} + 6 &= -1x_{11}+4x_{12} & \text{(top left entry)}\\ 5x_{12} - 8x_{22} + 6 &= -1x_{12}+4x_{22} & \text{(top right entry)}\\ 8x_{11} - 1x_{21} + 3 &= -3x_{11}-1x_{12} & \text{(bottom left entry)}\\ 8x_{12} - 1x_{22} + 5 &= -3x_{12}-1x_{22} & \text{(bottom right entry)}\\ \end{align}$$

Ahora se obtiene un sistema lineal de cuatro ecuaciones que puede resolverse por los métodos habituales.

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Como alternativa puedes utilizar directamente las operaciones matriciales y resolver

$$\left[\begin{array}{cc} 5 &-8\cr 8 &1 \end{array}\right] X + \left[\begin{array}{cc} 6 &6\cr 3 &5 \end{array}\right] = \left[\begin{array}{cc} -1 &4\cr -3 &-1 \end{array}\right] X$$

si

$$\left[\begin{array}{cc} 6 &6\cr 3 &5 \end{array}\right] = \left[\begin{array}{cc} -1 &4\cr -3 &-1 \end{array}\right] X - \left[\begin{array}{cc} 5 &-8\cr 8 &1 \end{array}\right] X =\left[\begin{array}{cc} -6 &12\cr -11 &-2 \end{array}\right]X $$

si

$$\left[\begin{array}{cc} -6 &12\cr -11 &-2 \end{array}\right]^{-1}\left[\begin{array}{cc} 6 &6\cr 3 &5 \end{array}\right] =X $$

(Obsérvese que la matriz que intentamos invertir es en realidad invertible, ya que su determinante es $(-6)(-2)-(-11)12 = 144 \neq 0$ .)

si

$$X = \frac{1}{12}\left[\begin{array}{cc} -4 & -6\cr 4 &3 \end{array}\right] $$