উত্তরঃ
দেওয়া আছে:
\[A = \begin{bmatrix} 3 & -1 & -1 \\ 1 & -3 & 1 \\ 1 & -1 & 3 \end{bmatrix}\]
এবং
\[I = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}\]
আমরা জানি, যদি \(AB = I\) হয়, তাহলে \(B = A^{-1}\) হবে। ম্যাট্রিক্স \(A\) এর বিপরীত ম্যাট্রিক্স \(A^{-1}\) নির্ণয় করতে হবে।
ধাপ ১: \(A\) এর নির্ণায়ক (\(|A|\)) নির্ণয় করি।
\[|A| = 3 \begin{vmatrix} -3 & 1 \\ -1 & 3 \end{vmatrix} - (-1) \begin{vmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} + (-1) \begin{vmatrix} 1 & -3 \\ 1 & -1 \end{vmatrix}\]
\[|A| = 3((-3)(3) - (1)(-1)) + 1((1)(3) - (1)(1)) - 1((1)(-1) - (-3)(1))\]
\[|A| = 3(-9 + 1) + 1(3 - 1) - 1(-1 + 3)\]
\[|A| = 3(-8) + 1(2) - 1(2)\]
\[|A| = -24 + 2 - 2\]
\[|A| = -24\]
যেহেতু \(|A| \neq 0\), সুতরাং \(A^{-1}\) বিদ্যমান।
ধাপ ২: \(A\) এর সহগুণক ম্যাট্রিক্স (Cofactor Matrix) নির্ণয় করি।
\[C_{11} = \begin{vmatrix} -3 & 1 \\ -1 & 3 \end{vmatrix} = -9 + 1 = -8\]
\[C_{12} = - \begin{vmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = -(3 - 1) = -2\]
\[C_{13} = \begin{vmatrix} 1 & -3 \\ 1 & -1 \end{vmatrix} = -1 + 3 = 2\]
\[C_{21} = - \begin{vmatrix} -1 & -1 \\ -1 & 3 \end{vmatrix} = -(-3 - 1) = -(-4) = 4\]
\[C_{22} = \begin{vmatrix} 3 & -1 \\ 1 & 3 \end{vmatrix} = 9 + 1 = 10\]
\[C_{23} = - \begin{vmatrix} 3 & -1 \\ 1 & -1 \end{vmatrix} = -(-3 + 1) = -(-2) = 2\]
\[C_{31} = \begin{vmatrix} -1 & -1 \\ -3 & 1 \end{vmatrix} = -1 - 3 = -4\]
\[C_{32} = - \begin{vmatrix} 3 & -1 \\ 1 & 1 \end{vmatrix} = -(3 + 1) = -4\]
\[C_{33} = \begin{vmatrix} 3 & -1 \\ 1 & -3 \end{vmatrix} = -9 + 1 = -8\]
সহগুণক ম্যাট্রিক্স হলো:
\[C = \begin{bmatrix} -8 & -2 & 2 \\ 4 & 10 & 2 \\ -4 & -4 & -8 \end{bmatrix}\]
ধাপ ৩: \(A\) এর অ্যাডজয়েন্ট ম্যাট্রিক্স (Adjoint Matrix, \(adj(A)\)) নির্ণয় করি।
\(adj(A)\) হলো সহগুণক ম্যাট্রিক্সের ট্রান্সপোজ (transpose):
\[adj(A) = C^T = \begin{bmatrix} -8 & 4 & -4 \\ -2 & 10 & -4 \\ 2 & 2 & -8 \end{bmatrix}\]
ধাপ ৪: \(B\) ম্যাট্রিক্স নির্ণয় করি।
\[B = A^{-1} = \frac{1}{|A|} adj(A)\]
\[B = \frac{1}{-24} \begin{bmatrix} -8 & 4 & -4 \\ -2 & 10 & -4 \\ 2 & 2 & -8 \end{bmatrix}\]
\[B = \begin{bmatrix} \frac{-8}{-24} & \frac{4}{-24} & \frac{-4}{-24} \\ \frac{-2}{-24} & \frac{10}{-24} & \frac{-4}{-24} \\ \frac{2}{-24} & \frac{2}{-24} & \frac{-8}{-24} \end{bmatrix}\]
\[B = \begin{bmatrix} \frac{1}{3} & -\frac{1}{6} & \frac{1}{6} \\ \frac{1}{12} & -\frac{5}{12} & \frac{1}{6} \\ -\frac{1}{12} & -\frac{1}{12} & \frac{1}{3} \end{bmatrix}\]
সুতরাং, \(B\) ম্যাট্রিক্সটি হলো:
\[B = \begin{bmatrix} \frac{1}{3} & -\frac{1}{6} & \frac{1}{6} \\ \frac{1}{12} & -\frac{5}{12} & \frac{1}{6} \\ -\frac{1}{12} & -\frac{1}{12} & \frac{1}{3} \end{bmatrix}\]