基本的な行列の問題

■問題

A = − 3 5 2 1 , B = 2 − 3 − 1 7 のとき,次の行列を求めよ.

[i]等式 1 3 A 2 −X= 1 6 2 B 2 −4 X−2 A 2 を満たす行列 X

[ii]2つの等式 2 P+Q =A , 1 3 P − Q = B を同時に満たす2次の正方行列 P , Q

■解答

[i]等式 1 3 A 2 −X= 1 6 2 B 2 −4 X−2 A 2 を満たす行列 X

1 3 A 2 −X= 1 6 2 B 2 −4 X−2 A 2

2 A 2 − 6X = 2 B 2 − 4 X − 2 A 2

4 X − 6 X = 2 B 2 + 8 A 2 − 2 A 2

− 2X = 6 A 2 + 2 B 2

X = − 3 A 2 − B 2

=−3 −3 5 2 1 2 − 2 −3 −1 7 2

=−3 −3 5 2 1 −3 5 2 1 − 2 −3 −1 7 2 −3 −1 7

=−3 19 −10 −4 11 − 7 −27 −9 52

= −57 30 12 −33 − 7 −27 −9 52

= −64 57 21 −85

[ii]2つの等式 2 P+Q =A …(1) , 1 3 P − Q = B …(2) を同時に満たす2次の正方行列 P , Q を求めよ.

(2)より

Q = P − 3 B …(3)

(3)を(1)に代入する.

2 P+ P−3B =A

4 P = A + 6B

P = 1 4 A + 3 2 B …(4)

(4)を(3)に代入する

Q= 1 4 A+ 3 2 B−3B

Q = 1 4 A − 3 2 B …(5)

(4),(5)に A と B の具体的な行列を代入する.

P = 1 4 − 3 5 2 1 + 3 2 2 − 3 − 1 7

= − 3 4 5 4 1 2 1 4 + 3 − 9 2 − 3 2 21 2

= 9 4 − 13 4 − 1 43 4

Q = 1 4 − 3 5 2 1 − 3 2 2 − 3 − 1 7

= − 3 4 5 4 1 2 1 4 − 3 − 9 2 − 3 2 21 2

= − 15 4 23 4 2 − 41 4

 

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作成:学生スタッフ

最終更新日: 2025年7月3日