Definisi dan Sifat-Sifat dari Matriks Invers

Matriks Invers
Matriks invers yaitu Suatu matriks segi A dikatakan matriks taksingular atau mempunyai invers, jika ada suatu matriks B sedemikian sehingga AB = BA = I. Matriks B dinamakan invers dari matriks A, ditulis B = \(\mathbf{A}^{-1}\).
Sehingga dari definisi diatas, tersirat bahwa:
$$\mathbf{A}\mathbf{A}^{-1}=\mathbf{A}^{-1}\mathbf{A}=\mathbf{I}$$

dengan I adalah matriks identitas.

Sifat-Sifat dari Matriks Invers
Sifat-sifat yang dimiliki matriks inversdiantaranya:

1. Invers suatu matriks taksingular adalah tunggal
2. Jika matriks A dan B taksingular, maka:

a. \((\mathbf{A}^{-1})^{-1}=\mathbf{A}\)

b.(\(\mathbf{AB})^{-1}=\mathbf{B}^{-1}\mathbf{A}^{-1}\)
c. \((\mathbf{A}^{T})^{-1}=(\mathbf{A}^{-1})^{T}\)


Menentukan Invers Matriks dengan Metode Matriks Adjoin

Teorema berikut ini merupakan salah satu cara untuk menentukan invers suatu matriks yang kita kenal dengan metode matriks adjoin.

Teorema [Untuk Menentukan Invers Matriks dengan Matriks Adjoin]:
Jika determinan matriks \(\mathbf{A}=(a_{ij})_{n\times n}\) tidak nol, dan matriks \(\mathbf{C}=(a_{ij})_{n\times n}\) dengan \(a_{ij}\) kofaktor elemen \(a_{ij}\), maka invers matriks A adalah:

$$\mathbf{A}^{-1}=\mathbf{C}^{T}det(\mathbf{A})$$

Matriks \(\mathbf{C}^{T}\) disebut matriks adjoin dari matriks A.

Contoh 1:

Tentukan invers matriks dari:
$$\mathbf{A}=\begin{pmatrix} 1 &-2 &1 \\ 1 &3 &2 \\ 0 &-3 &-1 \end{pmatrix}$$

Jawab:
Apabila kita melihat matriks di atas, berdasarkan sifat determinan maka determinan dari matriks A#0.
Pertama-tama kita mencari nilai dari det(A), maka akan diperoleh det(A) = -2. Kemudian kita cari matriks kofaktor dari matriks A , sehingga akan diperoleh matriks kofaktor seperti berikut.

$$\begin{pmatrix} 3 &1 &-3 \\ -5 &-1 &3 \\ -7 &-1 &5 \end{pmatrix}$$

dengan demikian invers matriks A adalah:

Contoh 2:

Tentukan invers matriks berikut.

$$\mathbf{A}=\begin{pmatrix} 1 &2 \\ 3 &4 \end{pmatrix}$$

Jawab:
Karena matriks A#0 , selanjutnya kita cari nilai determinan dari matriks A, sehingga diperoleh det(A) = 4 – 6 = -2. Untuk menentukan invers matriks A dapat menggunakan Metode Matriks Adjoin. Matriks adjoin dari matriks A adalah:

$$\mathbf{C}^{T}=\begin{pmatrix} 4 &-2 \\ -3 &1 \end{pmatrix}$$

dengan demikian invers matriks A adalah

Contoh 3:

Tentukan invers matriks berikut.

$$\mathbf{A}=\begin{pmatrix} a &b \\ c &d \end{pmatrix}$$

dengan adcb # 0.

Jawab:
Perhatikan: det(A) = adbc [tidak nol], sehingga untuk menentukan invers matriks A dapat menggunakan Metode Matriks Adjoin.
Kofaktor dari elemen-elemen matrika A adalah

$$\alpha _{11}=-1^{2}\begin{vmatrix} d \end{vmatrix}=d ;$$

$$\alpha _{12}=-1^{3}\begin{vmatrix} c \end{vmatrix}=-c ;$$

$$\alpha _{21}=-1^{3}\begin{vmatrix} b \end{vmatrix}=-b;$$

$$\alpha _{22}=-1^{4}\begin{vmatrix} a \end{vmatrix}=a$$

sehingga matriks kofaktor dari A adalah

$$\mathbf{C}=\begin{pmatrix} d &-c \\ -b &a \end{pmatrix}.$$

Matriks adjoin dari matriks A adalah:

$$\mathbf{C}^{T}=\begin{pmatrix} d &-b \\ -c &a \end{pmatrix}.$$

Dengan demikian invers matriks A adalah

$$\mathbf{A}^{-1}=(1/(ad-bc))\begin{pmatrix} d &-b \ -c &a \end{pmatrix}$$

Contoh 4:

Tentukan matriks T sedemikian sehingga TA = B, bila:

$$\mathbf{A}=\begin{pmatrix} 3 &1 \\ -2 &-1 \end{pmatrix};\mathbf{B}=\begin{pmatrix} 6 &8 \ 11 &-4 \end{pmatrix}$$

Jawab:
Untuk menentukan matriks T dari persamaan TA = B, maka kalikan [dari sebelah kanan] kedua rumus itu dengan matriks \(\mathbf{A}^{-1}\), sehingga diperoleh

$$\mathbf{T}\mathbf{A}\mathbf{A}^{-1}=\mathbf{B}\mathbf{A}^{-1}$$

Karena \(\mathbf{A}\mathbf{A}^{-1}=\mathbf{I}\), maka:

$$\mathbf{T}\mathbf{I}=\mathbf{B}\mathbf{A}^{-1} \rightarrow \mathbf{T}=\mathbf{B}\mathbf{A}^{-1}$$

Karena,

$$\mathbf{A}^{-1}=(1/(-3-(-2)))\begin{pmatrix} -1 &-1 \\ 2 &3 \end{pmatrix}$$
$$=\begin{pmatrix} 1 &1 \\ -2 &-3 \end{pmatrix}$$

maka

$$\mathbf{T}=\begin{pmatrix} 6 &8 \\ 11 &-4 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 &1 \\ -2 &-3 \end{pmatrix}$$
$$=\begin{pmatrix} -10 & -18\\ 19&23 \end{pmatrix}$$
Demikian pembahasan tentang Matriks Invers [Definisi, Sifat-Sifat, Dan Metode Matriks Adjoin]. Semoga bermanfaat.

sheetmath

Tinggalkan Balasan

Kembali ke atas