© 2000−2019  P. BogackiCalculating the inverse using row operationsv. 1.25 

 PROBLEM

Find (if possible) the inverse of the matrix
 2 
 7 
 -6 
 7 
 3 
 7 
 1 
 6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 2 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3 
 0   0   0   1 

 SOLUTION

 Step 1: Adjoin the identity matrix to the given matrix

Adjoining I4 to the given matrix, we obtain the 4x8 matrix: 
 2 
 7 
 -6 
 7 
 3 
 7 
 1    1   0   0   0 
 6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 2   0   1   0   0 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
 Step 2: Transform the matrix to the reduced row echelon form  (Hide details)

Row
Operation
1:
  
 
 7
 
 -6 
 7
 
 
 7
 
 1    1   0   0   0 
 6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 2   0   1   0   0 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
multiply the 1st row by 7/2
 1   -3   
 2
 
 
 2
 
  
 2
 
 0   0   0 
 6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 2   0   1   0   0 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
2:
  
 1   -3   
 2
 
 
 2
 
  
 2
 
 0   0   0 
 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 2   0   1   0   0 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add -6/7 times the 1st row to the 2nd row
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   3   -1   -1   -3   1   0   0 
 -3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
3:
  
 1   -3   
 2
 
 
 2
 
  
 2
 
 0   0   0 
 0   3   -1   -1   -3   1   0   0 
 -3 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 3   0   0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add 3/7 times the 1st row to the 3rd row
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   3   -1   -1   -3   1   0   0 
 0   -1   
 2
 
 
 2
 
 
 2
 
 0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
4:
  
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   3   -1   -1   -3   1   0   0 
 0   -1   3 
 2 
 9 
 2 
 3 
 2 
 0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
multiply the 2nd row by 1/3
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3
 
 -1 
 3
 
 -1   
 3
 
 0   0 
 0   -1   3 
 2 
 9 
 2 
 3 
 2 
 0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
5:
  
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3
 
 -1 
 3
 
 -1   
 3
 
 0   0 
 0   -1   
 2
 
 
 2
 
 
 2
 
 0   1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add 1 times the 2nd row to the 3rd row
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 -1 
 3 
 -1   1 
 3 
 0   0 
 0   0   
 6
 
 25 
 6
 
 
 2
 
 
 3
 
 1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
6:
  
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 -1 
 3 
 -1   1 
 3 
 0   0 
 0   0   
 6
 
 25 
 6
 
 
 2
 
 
 3
 
 1   0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
multiply the 3rd row by 6/7
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 -1 
 3 
 -1   1 
 3 
 0   0 
 0   0   1   25 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
7:
  
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 -1 
 3 
 -1   1 
 3 
 0   0 
 0   0   1   25 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 0 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add -25/7 times the 4th row to the 3rd row
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 -1 
 3 
 -1   1 
 3 
 0   0 
 0   0   1   0   
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 -25 
 7
 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
8:
  
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3
 
 -1 
 3
 
 -1   
 3
 
 0   0 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add 1/3 times the 4th row to the 2nd row
 1   -3   3 
 2 
 7 
 2 
  7 
 2 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3
 
 0   -1   
 3
 
 0   
 3
 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
9:
  
 1   -3   
 2
 
 
 2
 
  
 2
 
 0   0   0 
 0   1   -1 
 3 
 0   -1   1 
 3 
 0   1 
 3 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add -7/2 times the 4th row to the 1st row
 1   -3   
 2
 
 0    
 2
 
 0   0   -7 
 2
 
 0   1   -1 
 3 
 0   -1   1 
 3 
 0   1 
 3 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
10:
  
 1   -3   3 
 2 
 0    7 
 2 
 0   0   -7 
 2 
 0   1   -1 
 3
 
 0   -1   
 3
 
 0   
 3
 
 0   0   1   0   
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 -25 
 7
 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add 1/3 times the 3rd row to the 2nd row
 1   -3   3 
 2 
 0    7 
 2 
 0   0   -7 
 2 
 0   1   0   0   -6 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 -6 
 7
 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
11:
  
 1   -3   
 2
 
 0    
 2
 
 0   0   -7 
 2
 
 0   1   0   0   -6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 -6 
 7 
 0   0   1   0   
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 -25 
 7
 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add -3/2 times the 3rd row to the 1st row
 1   -3   0   0    20 
 7
 
 -3 
 7
 
 -9 
 7
 
 13 
 7
 
 0   1   0   0   -6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 -6 
 7 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
Row
Operation
12:
  
 1   -3   0   0    20 
 7
 
 -3 
 7
 
 -9 
 7
 
 13 
 7
 
 0   1   0   0   -6 
 7
 
 
 7
 
 
 7
 
 -6 
 7
 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
add 3 times the 2nd row to the 1st row
 1   0   0   0    
 7
 
 
 7
 
 -3 
 7
 
 -5 
 7
 
 0   1   0   0   -6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 -6 
 7 
 0   0   1   0   3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1   0   0   0   1 
 Step 3: Interpret the reduced row echelon form

The matrix in reduced row echelon form obtained above can be interpreted as [ C | D ], where both C and D are 4x4 matrices.

Since C =
 1   0   0   0 
 0   1   0   0 
 0   0   1   0 
 0   0   0   1 
equals I4
then D =
 2 
 7 
 6 
 7 
 -3 
 7 
 -5 
 7 
 -6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 -6 
 7 
 3 
 7 
 2 
 7 
 6 
 7 
 -25 
 7 
 0   0   0   1 
is the inverse of the original matrix.

 Comments


This concludes the solution of the problem. Do you want to
  • solve another problem of the same type, or
  • go to the main Toolkit page?