Kelas 12Kelas 11mathAljabar Linear
Diketahui matriks P=(5 0 0 6 14 0 6 3 11) dan Q=(-1 0 0 -2
Pertanyaan
Diketahui matriks P=(5 0 0 6 14 0 6 3 11) dan Q=(-1 0 0 -2 -4 0 -2 -1 -3). Tunjukkanlah bahwa (PQ)^-1=(QP)^-1.
Solusi
Verified
(PQ)^-1 = (QP)^-1 karena PQ = QP.
Pembahasan
Untuk menunjukkan bahwa (PQ)^-1 = (QP)^-1, kita perlu menghitung (PQ)^-1 dan (QP)^-1 secara terpisah dan membandingkannya. Matriks P: P = [[5, 0, 0], [6, 14, 0], [6, 3, 11]] Matriks Q: Q = [[-1, 0, 0], [-2, -4, 0], [-2, -1, -3]] Langkah 1: Hitung PQ PQ = [[5, 0, 0], [6, 14, 0], [6, 3, 11]] * [[-1, 0, 0], [-2, -4, 0], [-2, -1, -3]] Elemen baris 1: (5)(-1) + (0)(-2) + (0)(-2) = -5 (5)(0) + (0)(-4) + (0)(-1) = 0 (5)(0) + (0)(0) + (0)(-3) = 0 Elemen baris 2: (6)(-1) + (14)(-2) + (0)(-2) = -6 - 28 = -34 (6)(0) + (14)(-4) + (0)(-1) = -56 (6)(0) + (14)(0) + (0)(-3) = 0 Elemen baris 3: (6)(-1) + (3)(-2) + (11)(-2) = -6 - 6 - 22 = -34 (6)(0) + (3)(-4) + (11)(-1) = -12 - 11 = -23 (6)(0) + (3)(0) + (11)(-3) = -33 Jadi, PQ = [[-5, 0, 0], [-34, -56, 0], [-34, -23, -33]] Langkah 2: Hitung invers dari PQ, yaitu (PQ)^-1 Karena PQ adalah matriks segitiga bawah, inversnya juga akan menjadi matriks segitiga bawah. Kita bisa mencari inversnya menggunakan metode adjoin atau dengan mencari solusi dari PQ * X = I. Untuk matriks segitiga, determinannya adalah hasil kali elemen diagonalnya. det(PQ) = (-5)(-56)(-33) = -9240 Menghitung invers secara manual untuk matriks 3x3 cukup rumit. Mari kita gunakan sifat bahwa jika P dan Q adalah matriks invertible, maka (PQ)^-1 = Q^-1 P^-1. Langkah 3: Hitung QP QP = [[-1, 0, 0], [-2, -4, 0], [-2, -1, -3]] * [[5, 0, 0], [6, 14, 0], [6, 3, 11]] Elemen baris 1: (-1)(5) + (0)(6) + (0)(6) = -5 (-1)(0) + (0)(14) + (0)(3) = 0 (-1)(0) + (0)(0) + (0)(11) = 0 Elemen baris 2: (-2)(5) + (-4)(6) + (0)(6) = -10 - 24 = -34 (-2)(0) + (-4)(14) + (0)(3) = -56 (-2)(0) + (-4)(0) + (0)(11) = 0 Elemen baris 3: (-2)(5) + (-1)(6) + (-3)(6) = -10 - 6 - 18 = -34 (-2)(0) + (-1)(14) + (-3)(3) = -14 - 9 = -23 (-2)(0) + (-1)(0) + (-3)(11) = -33 Jadi, QP = [[-5, 0, 0], [-34, -56, 0], [-34, -23, -33]] Langkah 4: Hitung invers dari QP, yaitu (QP)^-1 Perhatikan bahwa PQ = QP. Karena PQ = QP, maka inversnya juga akan sama: (PQ)^-1 = (QP)^-1. Untuk membuktikannya secara formal, kita perlu menghitung invers dari matriks: M = [[-5, 0, 0], [-34, -56, 0], [-34, -23, -33]] Determinan M = (-5) * (-56) * (-33) = -9240. Minor: M11 = (-56)(-33) - (0)(-23) = 1848 M12 = (-34)(-33) - (0)(-34) = 1122 M13 = (-34)(-23) - (-56)(-34) = 782 - 1904 = -1122 M21 = (0)(-33) - (0)(-23) = 0 M22 = (-5)(-33) - (0)(-34) = 165 M23 = (-5)(-23) - (0)(-34) = 115 M31 = (0)(0) - (0)(-56) = 0 M32 = (-5)(0) - (0)(-34) = 0 M33 = (-5)(-56) - (0)(-34) = 280 Kofaktor: C11 = 1848 C12 = -1122 C13 = -1122 C21 = 0 C22 = 165 C23 = -115 C31 = 0 C32 = 0 C33 = 280 Adjoin (transpose kofaktor): adj(M) = [[1848, 0, 0], [-1122, 165, 0], [-1122, -115, 280]] Invers M = (1/det(M)) * adj(M) (PQ)^-1 = (QP)^-1 = (1/-9240) * [[1848, 0, 0], [-1122, 165, 0], [-1122, -115, 280]] (PQ)^-1 = [[1848/-9240, 0, 0], [-1122/-9240, 165/-9240, 0], [-1122/-9240, -115/-9240, 280/-9240]] (PQ)^-1 = [[-1/5, 0, 0], [11/90, -11/616, 0], [11/90, 23/1848, -1/33]] Karena PQ = QP, maka inversnya juga sama, yaitu (PQ)^-1 = (QP)^-1.
Buka akses pembahasan jawaban
Topik: Matriks, Invers Matriks
Section: Invers Matriks, Operasi Matriks
Apakah jawaban ini membantu?