Elige el tamaño de la matriz (de 2×2 a 4×4) y escribe los elementos en la cuadrícula. La inversa solo está definida para una matriz cuadrada (filas = columnas) y solo existe cuando el determinante no es 0 (si es 0, la calculadora lo indica).
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmula
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
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Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
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Cómo calcularlo con Python
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La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Halla al instante la inversa \(A^{-1}\) de una matriz cuadrada de 2×2, 3×3 o 4×4
- También muestra el determinante \(\det(A)\) y te dice si existe la inversa (si la matriz es regular)
- Los pasos usan la fórmula «\(A^{-1} = \dfrac{1}{ad-bc}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}\)» para 2×2 y el método de la matriz adjunta para 3×3 y 4×4
- En esta misma página también tienes una explicación sencilla de las fórmulas y fórmulas para copiar y pegar en Excel, Hojas de cálculo de Google (MINVERSA) y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
Un sistema de ecuaciones lineales con tantas ecuaciones como incógnitas se puede escribir como \(A\boldsymbol{x} = \boldsymbol{b}\) con la matriz de los coeficientes \(A\). Si multiplicas los dos miembros por la izquierda por \(A^{-1}\), obtienes \(\boldsymbol{x} = A^{-1}\boldsymbol{b}\). Así, una vez que tienes la inversa, una sola multiplicación te da la solución.
Es especialmente potente cuando resuelves el sistema una y otra vez cambiando solo el segundo miembro \(\boldsymbol{b}\) (como en el cálculo de estructuras o el análisis de circuitos). Si la inversa no existe (el determinante es 0), es señal de que el sistema no tiene exactamente una solución.
En los gráficos 3D, los videojuegos y el control de robots, las transformaciones como girar, cambiar de escala y mover se calculan con multiplicaciones de matrices. Para volver de las coordenadas después de una transformación a las coordenadas de antes se usa la matriz inversa.
Por ejemplo, pasar de las coordenadas vistas desde la cámara a las coordenadas del mundo entero (la matriz de vista), o averiguar en qué punto del espacio 3D está un punto en el que se ha hecho clic en la pantalla, usa matrices inversas casi en cada fotograma.
Si conviertes las letras en números y las multiplicas por una matriz, un mensaje se convierte en un mensaje cifrado (el cifrado de Hill). El receptor recupera el mensaje original multiplicando por la inversa de la matriz clave.
La pareja «lo que hace una matriz, lo deshace su inversa» es justo la pareja de cifrar y descifrar, y por eso es el ejemplo más directo de la idea de inversa. (En la práctica, los números se manejan como restos al dividir entre el número de letras del alfabeto, 26 en inglés y 27 en el alfabeto español con la ñ, así que la clave debe ser una matriz que tenga inversa en ese sistema de números.)
Los efectos en cadena entre sectores, como «si crece la producción de coches, cuánto más acero y electricidad hay que producir», se calculan colocando el comercio entre sectores en una matriz \(A\) y multiplicando por \((I - A)^{-1}\) (la inversa de Leontief).
Es un método habitual cuando las administraciones públicas dan a conocer el impacto económico de obras públicas o de eventos como los festivales, y un ejemplo destacado de matrices inversas que apoyan decisiones públicas.
El análisis de regresión (mínimos cuadrados), que traza «la recta que mejor se ajusta» a datos como el gasto en publicidad y las ventas, escribe su solución con una matriz inversa: \(\hat{\boldsymbol{\beta}} = (X^{\mathsf{T}}X)^{-1}X^{\mathsf{T}}\boldsymbol{y}\) (la solución de las ecuaciones normales).
Esta fórmula aparece en todos los libros de estadística y de aprendizaje automático, y la matriz inversa está en el punto de partida de cómo la IA aprende tendencias a partir de datos.
Fórmula
Símbolos y términos
Símbolos
| \(A\) | A | El nombre que se da a una matriz. Por costumbre, las matrices se nombran con letras mayúsculas. |
| \(A^{-1}\) | A a la menos uno | La inversa de la matriz \(A\). El \(-1\) de arriba a la derecha se escribe como «elevado a −1», la misma idea que el inverso de un número, \(a^{-1} = \dfrac{1}{a}\) (pero una matriz nunca se escribe como una fracción \(\dfrac{1}{A}\)). |
| \(I\) | I (matriz identidad) | La matriz identidad: una matriz cuadrada con unos en la diagonal de arriba a la izquierda a abajo a la derecha y ceros en el resto. Al multiplicar cualquier matriz por ella no cambia nada, así que hace el papel del número 1. A veces se escribe \(I_n\) para indicar su tamaño, y algunos libros (como los japoneses) escriben \(E\). |
| \(\det(A),\ |A|\) | determinante de A | El determinante de la matriz \(A\). Si no es 0, existe la inversa; si es 0, no existe. También es habitual escribirlo con barras verticales, \(|A|\). |
| \(\operatorname{adj}(A)\) | adjunta de A | La matriz adjunta de \(A\): los adjuntos de todos los elementos, colocados en su posición y traspuestos. Se escribe adj, de las tres primeras letras de «adjunta» (en muchos libros españoles se escribe \((\operatorname{Adj} A)^{t}\)). |
| \(a_{ij}\) | a sub i j | El elemento de la matriz \(A\) situado en la fila \(i\), columna \(j\) (el número de la \(i\)-ésima fila empezando por arriba y de la \(j\)-ésima columna empezando por la izquierda). Las letras pequeñas de abajo a la derecha (los subíndices) indican su posición. |
Términos
| matriz inversa | La matriz que da la matriz identidad al multiplicarla. Es la versión para matrices del inverso de un número y se escribe \(A^{-1}\). Solo existe para matrices cuadradas cuyo determinante no es 0, y se usa para resolver sistemas de ecuaciones lineales y para deshacer transformaciones. |
| matriz identidad | Una matriz cuadrada con unos en la diagonal (de arriba a la izquierda a abajo a la derecha) y ceros en el resto. Al multiplicar cualquier matriz por ella no cambia nada, así que corresponde al número 1. |
| matriz cuadrada | Una matriz con el mismo número de filas y de columnas (con forma de cuadrado). Las inversas y los determinantes solo existen para matrices cuadradas. |
| determinante | Un único número que se obtiene de una matriz cuadrada. Sirve para saber que existe la inversa cuando \(\det(A) \neq 0\). Cómo se halla se explica con detalle en la página hermana «Calculadora de determinantes». |
| matriz regular | Una matriz cuadrada cuyo determinante no es 0. Tiene inversa. Una matriz con determinante 0 se llama singular y no tiene inversa. |
| adjunto | El determinante de la matriz más pequeña que queda al quitar la fila \(i\) y la columna \(j\) (el menor complementario), multiplicado por el signo \((-1)^{i+j}\). Los adjuntos son las piezas de la matriz adjunta. |
| matriz adjunta traspuesta | La matriz de los adjuntos de todas las posiciones, con las filas y las columnas intercambiadas (traspuesta). Se escribe \(\operatorname{adj}(A)\), y al dividirla entre el determinante da la inversa. Cuidado: en muchos libros españoles «matriz adjunta» es la matriz de los adjuntos sin trasponer, y en álgebra más avanzada «adjunta» puede significar otra matriz (la traspuesta conjugada), por eso aquí se precisa que es la traspuesta. |
| método de Gauss-Jordan | Un método en el que colocas la matriz \(A\) y la matriz identidad \(I\) una junto a otra y repites operaciones con las filas hasta que la mitad izquierda se convierte en \(I\); la mitad derecha es entonces \(A^{-1}\). Para matrices grandes es el método principal. |
| álgebra lineal | La rama de las matemáticas que trata de las matrices y los vectores. Se estudia en el primer curso de muchos grados universitarios y es la base de los gráficos por ordenador, la estadística, la inteligencia artificial y más. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que te ayuda a usar el cálculo de esta página entendiendo de verdad lo que haces, y no solo pulsando el botón.
| Operaciones con números negativos (1.º de ESO, 12-13 años) |
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| Inversos de un número (1.º y 2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Fundamentos de las matrices y producto (1.º y 2.º de Bachillerato, 16-18 años; álgebra lineal) |
|
| Determinantes (1.º y 2.º de Bachillerato, 16-18 años; álgebra lineal) |
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Cómo calcularlo con Excel
| Fila 1 de la matriz A | 4 | 7 |
| Fila 2 de la matriz A | 2 | 6 |
| Inversa A⁻¹ | =MINVERSA(B1:C2) |
| Fila 1 de la matriz A | 1 | 2 | 3 |
| Fila 2 de la matriz A | 0 | 1 | 4 |
| Fila 3 de la matriz A | 5 | 6 | 0 |
| Inversa A⁻¹ | =MINVERSA(B1:D3) |
En la primera tabla, la fila 1 es 0,6 y -0,7 y la fila 2 es -0,2 y 0,4. En la segunda tabla, la fila 1 es -24 ; 18 ; 5, la fila 2 es 20 ; -15 ; -4 y la fila 3 es -5 ; 4 ; 1.
Si le das a MINVERSA una matriz cuyo determinante es 0 (una sin inversa), devuelve el error #¡NUM!. Puedes comprobar el propio determinante con la función MDETERM.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Fila 1 de la matriz A | 4 | 7 |
| Fila 2 de la matriz A | 2 | 6 |
| Inversa A⁻¹ | =MINVERSA(B1:C2) |
| Fila 1 de la matriz A | 1 | 2 | 3 |
| Fila 2 de la matriz A | 0 | 1 | 4 |
| Fila 3 de la matriz A | 5 | 6 | 0 |
| Inversa A⁻¹ | =MINVERSA(B1:D3) |
En la primera tabla, la fila 1 es 0,6 y -0,7 y la fila 2 es -0,2 y 0,4; en la segunda tabla, la fila 1 es -24 ; 18 ; 5, la fila 2 es 20 ; -15 ; -4 y la fila 3 es -5 ; 4 ; 1.
Cómo calcularlo con Python
from fractions import Fraction
A = [[4, 7], [2, 6]]
def determinant(matrix): # determinante (desarrollo por adjuntos por la fila 1, calculado de forma recursiva)
n = len(matrix)
if n == 1:
return matrix[0][0]
total = 0
for j in range(n):
minor = [row[:j] + row[j + 1:] for row in matrix[1:]] # submatriz sin la fila 1 y la columna j
total += (-1) ** j * matrix[0][j] * determinant(minor)
return total
def inverse(matrix): # inversa (matriz adjunta traspuesta dividida entre el determinante)
n = len(matrix)
det = Fraction(determinant(matrix))
if det == 0:
return None # cuando el determinante es 0, no hay inversa
inverse_rows = []
for i in range(n):
row = []
for j in range(n):
# elemento (i, j) = menor complementario sin la fila j y la columna i × signo / determinante (incluye la traspuesta)
minor = [r[:i] + r[i + 1:] for k, r in enumerate(matrix) if k != j]
row.append((-1) ** (i + j) * determinant(minor) / det)
inverse_rows.append(row)
return inverse_rows
inverse_matrix = inverse(A)
if inverse_matrix is None:
print("La inversa no existe (det(A) = 0)")
else:
for row in inverse_matrix:
print([float(x) for x in row])
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
AA⁻¹ = A⁻¹A = I
A A^{-1} = A^{-1} A = I
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi>
<msup><mi>A</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>=</mo>
<msup><mi>A</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mi>I</mi>
</mrow>
</math>
A A^-1 = A^-1 A = I
A . Inverse[A]
A . LinearAlgebra:-MatrixInverse(A);
I = A * inv(A);
AA^(-1) = A^(-1)A = I
A⁻¹ = 1/(ad − bc) × [d, −b; −c, a]
A^{-1} = \frac{1}{ad - bc} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mi>A</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow><mi>a</mi><mi>d</mi><mo>-</mo><mi>b</mi><mi>c</mi></mrow>
</mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mtable>
<mtr><mtd><mi>d</mi></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mi>b</mi></mrow></mtd></mtr>
<mtr><mtd><mrow><mo>-</mo><mi>c</mi></mrow></mtd><mtd><mi>a</mi></mtd></mtr>
</mtable>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</math>
A^-1 = 1/(ad - bc) [[d, -b], [-c, a]]
Inverse[{{a, b}, {c, d}}]
LinearAlgebra:-MatrixInverse(Matrix([[a, b], [c, d]]));
B = inv(A);
A^(-1) = 1/(ad − bc) (■(d&−b@−c&a))
A⁻¹ = adj(A)/det(A)
A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \operatorname{adj}(A)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mi>A</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow><mi>det</mi><mo>⁡</mo><mrow><mo>(</mo><mi>A</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
</mfrac>
<mi>adj</mi><mo>⁡</mo><mrow><mo>(</mo><mi>A</mi><mo>)</mo></mrow>
</mrow>
</math>
A^-1 = 1/(det(A)) "adj"(A)
Inverse[A]
LinearAlgebra:-MatrixInverse(A);
B = inv(A);
A^(-1) = adj(A)/det(A)
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo de matrices. Haz el cálculo siguiente ejecutando realmente código de Python y responde basándote solo en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni con suposiciones). Halla la inversa de cada una de las dos matrices cuadradas siguientes. 1. A = [[4, 7], [2, 6]] 2. B = [[1, 2], [2, 4]] En cada caso, muestra primero el valor del determinante y si existe la inversa; si existe, muestra los elementos de la inversa. Por último, ejecuta también una comprobación de que el producto de la matriz original por su inversa es la matriz identidad.
Cómo usar
-
1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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