Álgebra 2020 Castilla y Leon
Existencia de inversa y traspuesta según dimensiones
C1. (Números y álgebra)
¿Es posible que una matriz $4 \times 2$ coincida con su inversa? ¿Y con su traspuesta?
Paso 1
Análisis de la existencia de matriz inversa
**¿Es posible que una matriz $4 \times 2$ coincida con su inversa?**
Para que una matriz pueda tener una matriz inversa (sea invertible), la primera condición necesaria es que sea una **matriz cuadrada**.
Una matriz es cuadrada si el número de sus filas es igual al número de sus columnas ($n \times n$). En este caso, el enunciado nos plantea una matriz de dimensiones $4 \times 2$ (4 filas y 2 columnas).
Como el número de filas ($4$) es distinto al número de columnas ($2$), la matriz no es cuadrada. Por definición, las matrices que no son cuadradas no tienen inversa.
💡 **Tip:** Recuerda que para que exista $A^{-1}$, la matriz $A$ debe cumplir dos requisitos: ser cuadrada ($n \times n$) y tener un determinante distinto de cero ($|A| \neq 0$).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{No es posible, porque la matriz no es cuadrada y no tiene inversa.}}$$
Paso 2
Análisis de la igualdad con la matriz traspuesta
**¿Y con su traspuesta?**
Dos matrices son iguales si, y solo si, tienen las mismas dimensiones y todos sus elementos correspondientes son iguales.
Si llamamos $A$ a nuestra matriz de dimensiones $4 \times 2$, su matriz traspuesta, $A^t$, se obtiene intercambiando sus filas por sus columnas. Por lo tanto, las dimensiones de $A^t$ serán $2 \times 4$.
Para que $A = A^t$ se debería cumplir que sus dimensiones coincidan:
- Dimensión de $A$: $4 \times 2$
- Dimensión de $A^t$: $2 \times 4$
Como $4 \times 2 \neq 2 \times 4$, es imposible que las dos matrices sean iguales, ya que ni siquiera tienen la misma forma.
💡 **Tip:** Una matriz que es igual a su traspuesta ($A = A^t$) se denomina **matriz simétrica**. Para que una matriz sea simétrica, es condición necesaria que sea cuadrada.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{No es posible, porque las dimensiones de } A \text{ y } A^t \text{ son diferentes (4} \times \text{2 vs 2} \times \text{4).}}$$