¿Por qué está [[A] ^ 2] ^ (- 1) = [A ^ (- 1)] ^ 2 en Matrix Algebra?

Sabes lo que significa inverso; A * B = I => B es el inverso de A, escribiremos este hecho como este A ‘= B que se lee “el inverso de A es B”. I es una matriz con toda la diagonal llena de unos y el resto son ceros.

A * B = I => mult por B ‘=> A * B * B’ = I * B ‘=> A * I = I * B’ => A = B ‘

Así que hemos demostrado que esta afirmación es cierta.

(si B es el inverso de A) ENTONCES (A es el inverso de B)

Ahora mire esto C = A * B y compárelo con D = B ‘* A’

¿Qué pasa con C * B ‘* A’? bien (A * B) * B ‘* A’ = A * (B * B ‘) * A’ = A * I * A ‘

como A * I = A, entonces solo queda A * A ‘= I

Resumen: C * B ‘* A’ = I entonces C * D = I así D = C ‘

Hemos demostrado que la siguiente afirmación es verdadera

el inverso de (A * B) es (B ‘* A’)

Ahora digamos que B también es A, y llame a A * A = A ^ 2

entonces lo que tienes que probar es exactamente la última declaración con B es igual a A

Tienes que escribirlo explícitamente para verlo. Para encontrar el inverso de [matemática] A ^ 2 [/ matemática] que queremos mostrar es [matemática] (A ^ {- 1}) ^ 2 [/ matemática]. Solo tiene que verificar que [matemáticas] A ^ 2 (A ^ {- 1}) ^ 2 = I [/ matemáticas]. Esto es suficiente porque la inversa de una matriz (cuadrada) es única. Entonces, si puede mostrar lo anterior, entonces debe tener eso

[matemáticas] (A ^ 2) ^ {- 1} = (A ^ {- 1}) ^ 2 [/ matemáticas]

Así que solo verificamos si [math] (A ^ {- 1}) ^ 2 [/ math] es un inverso (y por lo tanto, “el” inverso) de [math] A ^ 2 [/ math],

[matemáticas] A ^ 2 (A ^ {- 1}) ^ 2 = AAA ^ {- 1} A ^ {- 1} = I [/ matemáticas]

Entonces debemos tener que [matemáticas] (A ^ 2) ^ {- 1} = (A ^ {- 1}) ^ 2 [/ matemáticas].

Por definición de matriz inversa, [matemática] (AA) ^ {- 1} (AA) = I [/ matemática]. Por asociatividad de productos matriciales, tenemos [matemáticas] ((AA) ^ {- 1} A) A = I [/ matemáticas]. Después de multiplicar ambos lados por [matemáticas] A ^ {- 1} [/ matemáticas], obtenemos

[matemáticas] ((AA) ^ {- 1} A) AA ^ {- 1} = A ^ {- 1} [/ matemáticas]

[matemáticas] (AA) ^ {- 1} A = A ^ {- 1}. [/ matemáticas]

Después de multiplicar ambos lados por [matemáticas] A ^ {- 1} [/ matemáticas] nuevamente, obtenemos

[matemáticas] ((AA) ^ {- 1} AA ^ {- 1} = A ^ {- 1} A ^ {- 1} [/ matemáticas]

[matemáticas] (AA) ^ {- 1} = A ^ {- 1} A ^ {- 1}. [/ matemáticas]

Claramente, el lado izquierdo es igual a [matemáticas] (A ^ 2) ^ {- 1} [/ matemáticas], mientras que el lado derecho es igual a [matemáticas] (A ^ {- 1}) ^ 2 [/ matemáticas].

Por cierto, podemos inferir un corolario de esta prueba: [matemáticas] A ^ 2 [/ matemáticas] tiene un inverso si y solo si [matemáticas] A [/ matemáticas] tiene un inverso.