a) Para que la matriz B no tenga inversa, su determinante debe ser cero. Calculamos el determinante de B:B=1221a2a10 det(B)=1⋅(a⋅0−1⋅2)−1⋅(2⋅0−1⋅2)+a⋅(2⋅2−a⋅2) \det(B) = 1 \cdot (-2) - 1 \cdot (-2) + a \cdot (4 - 2a)
det(B)=−2+2+4a−2a2 det(B)=4a−2a2 Igualamos el determinante a cero para encontrar los valores de a:
4a−2a2=0 2a(2 - a) = 0
Esto nos da dos posibles valores para a:
2a=0⟹a=0 2−a=0⟹a=2 Por lo tanto, la matriz B no tiene inversa cuando a=0 o a=2.
b) Para a=1, la ecuación es AXB=C. Para despejar X, necesitamos que A y B sean invertibles.Para a=1, el determinante de B es:
det(B)=4(1)−2(1)2=4−2=2=0 Así que B es invertible. Ahora, comprobamos A:
A=(1−201) det(A)=1⋅1−0⋅(−2)=1=0 Como det(A)=0, A también es invertible. Podemos despejar X multiplicando por A−1 por la izquierda y por B−1 por la derecha:
AXB=C⟹A−1(AXB)B−1=A−1CB−1⟹X=A−1CB−1 Primero, calculamos A−1:
A−1=det(A)1Adj(A)T=11(1201)=(1201) Ahora, calculamos B−1 para a=1:
B=122112110 Los cofactores de B son:
C_{11} = -2$, $C_{12} = 2$, $C_{13} = 2
C_{21} = 2$, $C_{22} = -2$, $C_{23} = 0
C_{31} = 0$, $C_{32} = 1$, $C_{33} = -1
La matriz adjunta de B es:
Adj(B)=−2222−2001−1 Entonces B−1 es:
B−1=det(B)1Adj(B)=21−2222−2001−1=−1111−1001/2−1/2 Ahora calculamos A−1C:
A−1C=(1201)(120−1−2−1)=(1⋅1+0⋅22⋅1+1⋅21⋅0+0⋅(−1)2⋅0+1⋅(−1)1⋅(−2)+0⋅(−1)2⋅(−2)+1⋅(−1)) A−1C=(140−1−2−5) Finalmente, calculamos X=(A−1C)B−1:
X=(140−1−2−5)−1111−1001/2−1/2 X=(1(−1)+0(1)+(−2)(1)4(−1)+(−1)(1)+(−5)(1)1(1)+0(−1)+(−2)(0)4(1)+(−1)(−1)+(−5)(0)1(0)+0(1/2)+(−2)(−1/2)4(0)+(−1)(1/2)+(−5)(−1/2)) X=(−1+0−2−4−1−51+0+04+1+00+0+10−1/2+5/2) X=(−3−101512)