Obtain the inverse of the following matrix using elementary operations: $A = \begin{bmatrix} 0 & 1 & 2 \\ 1 & 2 & 3 \\ 3 & 1 & 1 \end{bmatrix}$ |
$ \frac{1}{2} \begin{bmatrix} 1 & -1 & 1 \\ -8 & 6 & -2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ $ \frac{1}{2} \begin{bmatrix} 1 & -1 & 1 \\ 8 & -6 & 2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ $ \begin{bmatrix} 1 & -1 & 1 \\ -8 & 6 & -2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ $\frac{1}{2} \begin{bmatrix} -1 & 1 & -1 \\ -8 & 6 & -2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ |
$ \frac{1}{2} \begin{bmatrix} 1 & -1 & 1 \\ -8 & 6 & -2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ |
The correct answer is Option (1) → $ \frac{1}{2} \begin{bmatrix} 1 & -1 & 1 \\ -8 & 6 & -2 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix}$ ## Write $A = IA$, i.e., $\begin{bmatrix} 0 & 1 & 2 \\ 1 & 2 & 3 \\ 3 & 1 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} A$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 1 & 2 \\ 3 & 1 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_1 \leftrightarrow R_2 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & -5 & -8 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \\ 0 & -3 & 1 \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_3 \to R_3 - 3R_1 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 0 & -1 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & -5 & -8 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -2 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \\ 0 & -3 & 1 \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_1 \to R_1 - 2R_2 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 0 & -1 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -2 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \\ 5 & -3 & 1 \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_3 \to R_3 + 5R_2 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 0 & -1 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -2 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \\ \frac{5}{2} & -\frac{3}{2} & \frac{1}{2} \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_3 \to \frac{1}{2} R_3 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\ 1 & 0 & 0 \\ \frac{5}{2} & -\frac{3}{2} & \frac{1}{2} \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_1 \to R_1 + R_3 \text{)}$ or $\quad \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\ -4 & 3 & -1 \\ \frac{5}{2} & -\frac{3}{2} & \frac{1}{2} \end{bmatrix} A \quad \text{(applying } R_2 \to R_2 - 2R_3 \text{)}$ Hence $\quad A^{-1} = \begin{bmatrix} \frac{1}{2} & -\frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\ -4 & 3 & -1 \\ \frac{5}{2} & -\frac{3}{2} & \frac{1}{2} \end{bmatrix}$ |