Matemáticas II · Matrices · Comunidad Valenciana · 2020

Ejercicio resuelto de Matrices · Matemáticas II · 2020

Problema 4.

Se dan las matrices A=(12b0−12) y B=(−102−1b−1), que dependen del parámetro real b. Obtener razonadamente, escribiendo todos los pasos del razonamiento utilizado:

a) Los valores de b para que cada una de las matrices AB y BA tenga inversa. (3 puntos)
b) Los valores de b para que la matriz ATA tenga inversa, siendo AT la matriz traspuesta de A. (3 puntos)
c) La inversa de ATA, cuando dicha inversa exista. (4 puntos)

Solución

Problema 4. Se dan las matrices A=(12b0−12) y B=(−102−1b−1), que dependen del paraˊmetro real b. Obtener razonadamente, escribiendo todos los pasos del razonamiento utilizado:
a) Los valores de b para que cada una de las matrices AB y BA tenga inversa. (3 puntos)
Calculamos AB,

AB=(12b0−12)(−102−1b−1)=(−32b0−b02b−12b−4)

∃(AB)−1  ⟺  ∣AB∣≠0

∣AB∣=∣−32b0−b02b−12b−4∣=−4b2+12b2−8b2=0⇒no ∃(AB)−1

Calculamos BA,

BA=(−102−1b−1)(12b0−12)=(−32b2−4)

∃(BA)−1  ⟺  ∣BA∣≠0

∣BA∣=∣−32b2−4∣=12−2b2

12−2b2=0⇒b2=6⇒b=±6⇒∃(BA)−1 si b≠±6

b) Los valores de b para que la matriz ATA tenga inversa, siendo AT la matriz traspuesta de A. (3 puntos)
Calculamos ATA,

ATA=(1b−1202)(12b0−12)=(b2+2008)

∃(ATA)−1  ⟺  ∣ATA∣≠0

∣ATA∣=∣b2+2008∣=8(b2+2)

8(b2+2)≠0⇒b2+2≠0⇒b2=−2⇒b=±−2 no existe

c) La inversa de ATA, cuando dicha inversa exista. (4 puntos)

Sabemos de b) que ∣ATA∣=8(b2+2)

ATA=(b2+2008) →menores (800b2+2) →adjunta(800b2+2)→transpuesta(800b2+2)

Y (ATA)−1=18(b2+2)(800b2+2)=(1b2+20018)

Por tanto, ∀,b∈R, (ATA)−1=(1b2+20018).

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