FICHA MII-A2-P06

Invertibilidad de A, A − 2I y A − I

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TipoSecundaria Dificultad Puntos10 pts · a)4 + b)2+2 + c)2 Tiempo máx.25 min Media18 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónSolución del material De fuente real
Material necesario — Material: calculadora científica. No hace falta ningún formulario: las fórmulas necesarias están en «Teoría básica».
Prerrequisitos
  • A tiene inversa si y solo si |A| ≠ 0; una matriz con dos filas proporcionales tiene determinante 0
  • Si P(A) = 0 con término independiente no nulo, puede despejarse A⁻¹ en función de A
  • Si (A − I)² = 0, la matriz A − I no es invertible

Se dan las matrices cuadradas I = (1 0 0 ; 0 1 0 ; 0 0 1) y A = (2 1 1 ; 2 3 2 ; −3 −3 −2). Notación: en el texto las matrices se escriben por filas, separadas por «;». Por ejemplo, (1 2 ; 3 4) es la matriz de filas (1 2) y (3 4).

a Calcular las matrices (A − I)² y A·(A − 2I). [4]
b Justificar razonadamente que: b.1) existen las matrices inversas de A y de A − 2I; b.2) no existe la matriz inversa de A − I. [2+2]
c Determinar el valor del parámetro λ para el que se verifica A⁻¹ = λ·(A − 2I). [2]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Si A·B = I, entonces B = A⁻¹ (matrices cuadradas).
  • Si dos filas son proporcionales, |A| = 0 y la matriz no tiene inversa.
  • Un producto A·(A − 2I) = −I indica directamente que A⁻¹ = −(A − 2I).
Refuerzo
Libro — SM Revuela, Matemáticas II (LOMLOE) — Situación de aprendizaje 1.2 Determinantes. · SM Revuela, Matemáticas II (LOMLOE) — Situación de aprendizaje 1.1 Matrices.
Cuadernillo — Tus apuntes de determinantes (Material/Algebra/apuntes determinantes).
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Apartado a) — (A − I)² = 0 (matriz nula 3×3). A·(A − 2I) = (−1 0 0 ; 0 −1 0 ; 0 0 −1) = −I.
Apartado b) — b.1) |A| = 1 ≠ 0 y |A − 2I| = −1 ≠ 0, luego existen A⁻¹ y (A − 2I)⁻¹. b.2) |A − I| = 0 (la fila 2 es el doble de la fila 1), luego A − I no tiene inversa.
Apartado c) — De A·(A − 2I) = −I se obtiene A·[−(A − 2I)] = I, luego A⁻¹ = −(A − 2I) = −1·(A − 2I), es decir, λ = −1.