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Table of Contents

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Definition


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Inverse matrix is a fundamental concept in linear algebra.

For a square matrix $A$

Formula

$$ A^{-1} = \frac{1}{det(A)} \cdot adj(A) $$

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Important Points

Example

$$ C_A = \begin{bmatrix} 37 & 38 & 17 & -31\\ 28 & 17 & -13 & -7\\ -45 & -18 & 24 & 33\\ -5 & -31 & -7 & 23 \end{bmatrix} $$

$$ \text{adj}(A) = C_A^T = \begin{bmatrix} 37 & 28 & -45 & -5\\ 38 & 17 & -18 & -31\\ 17 & -13 & 24 & -7\\ -31 & -7 & 33 & 23 \end{bmatrix} $$

$$ A^{-1} = \frac{1}{87}\begin{bmatrix} 37 & 28 & -45 & -5\\ 38 & 17 & -18 & -31\\ 17 & -13 & 24 & -7\\ -31 & -7 & 33 & 23 \end{bmatrix} $$

$$ A^{-1} = \begin{bmatrix} 0.42529 & 0.32184 & -0.51724 & -0.05747\\ 0.43678 & 0.19540 & -0.20690 & -0.35632\\ 0.19540 & -0.14943 & 0.27586 & -0.08046\\ -0.35632 & -0.08046 & 0.37931 & 0.26437 \end{bmatrix} $$

Properties


Inverse of Inverse

Inverse of Producet

Transpose of Inverse

The transpose of inverse equals the inverse of the transpose.

$$ (A^T)^{-1} = (A^{-1})^T $$

Determinant Relationship

$$ det(A^{-1}) = \frac{1}{det(A)} $$

Applications


Why Use Inverse Matrix?

Purpose Description
행렬 방정식 해결 선형 방정식 시스템의 해를 구하는 데 사용
변환 역변환 좌표계 변환이나 기하학적 변환을 되돌리는 데 활용
최적화 문제 최적의 해를 찾기 위한 수학적 연산에 필요
데이터 분석 회귀 분석과 같은 통계적 방법에서 중요한 역할

Computer Graphics

Inverse Matrix는 컴퓨터 그래픽스에서 변환(Transformation)을 뒤집거나 복원할 때 필요합니다.

Practice with Python


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adj_A = adjoint(A)
det_A = np.linalg.det(A)

inverse_A = (1 /det_A) * adj_A

print(inverse_A)
[[ 0.42528736  0.32183908 -0.51724138 -0.05747126]
 [ 0.43678161  0.1954023  -0.20689655 -0.35632184]
 [ 0.1954023  -0.14942529  0.27586207 -0.08045977]
 [-0.35632184 -0.08045977  0.37931034  0.26436782]]

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