مصفوفة قابلة للعكس
[[ملف:3 planos secantes.png|تصغير|ثلاث مستويات تتقاطع عند نقطة المرجع وكل منها يمكن ان يتم تمثيله بمصفوفة مربعة ذات بعدين.]]
في [[جبر خطي|الجبر الخطي]]، يقال عن [[مصفوفة مربعة]] A أنها '''قابلة للعكس''' {{إنج|Invertible matrix}} إذا وُجدت مصفوفة مربعة B حيث:

:<math>\mathbf{AB} = \mathbf{BA} = \mathbf{I}_n \  </math>

حيث '''I'''<sub>''n''</sub> هي [[مصفوفة الوحدة]] وحيث الجداء المشار إليه في هذه الصيغة هو [[ضرب المصفوفات|جداء المصفوفات]] الاعتيادي.<ref>{{استشهاد ويب| مسار = http://mathworld.wolfram.com/NonsingularMatrix.html | عنوان = معلومات عن مصفوفة قابلة للعكس على موقع mathworld.wolfram.com | ناشر = mathworld.wolfram.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170916042830/http://mathworld.wolfram.com/NonsingularMatrix.html | تاريخ أرشيف = 16 سبتمبر 2017 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار = https://www.enciclopedia.cat/ec-gec-0153667.xml | عنوان = معلومات عن مصفوفة قابلة للعكس على موقع enciclopedia.cat | ناشر = enciclopedia.cat|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191213181010/https://www.enciclopedia.cat/EC-GEC-0153667.xml|تاريخ أرشيف=2019-12-13}}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار = https://babelnet.org/synset?word=bn:00053856n | عنوان = معلومات عن مصفوفة قابلة للعكس على موقع babelnet.org | ناشر = babelnet.org|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191213181012/https://babelnet.org/synset?word=bn:00053856n|تاريخ أرشيف=2019-12-13}}</ref>

'''معكوس مصفوفة''' هو المعكوس الضربى لها حيث يساوي حاصل ضرب [[مصفوفة (رياضيات)|المصفوفة]] في معكوسها [[مصفوفة الوحدة]].<ref>{{استشهاد ويب| مسار = http://mathworld.wolfram.com/MatrixInverse.html | عنوان = معلومات عن معكوس مصفوفة على موقع mathworld.wolfram.com | ناشر = mathworld.wolfram.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190920141335/http://mathworld.wolfram.com/MatrixInverse.html | تاريخ أرشيف = 20 سبتمبر 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار = https://psh.techlib.cz/skos/PSH7270 | عنوان = معلومات عن معكوس مصفوفة على موقع psh.techlib.cz | ناشر = psh.techlib.cz|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191213212751/http://psh.techlib.cz/skos/PSH7270|تاريخ أرشيف=2019-12-13}}</ref> يُرمز للمصفوفة العكسية لمصفوفة {{تعبير رياضي|'''A'''}} ما، ب {{تعبير رياضي|'''A'''<sup>−1</sup>}}. عكس مصفوفة {{تعبير رياضي|'''A'''}} هي عملية البحث عن المصفوفة {{تعبير رياضي|'''B'''}} المشار إليها أعلاه.

تكون مصفوفة ما قابلةً للعكس [[إذا وفقط إذا]] كانت [[محدد (رياضيات)|محددتها]] تختلف عن الصفر. وبذلك، تكون غير قابلة للعكس إذا وفقط إذا كانت محددتها تساوي الصفر. قد تسمى مصفوفة الحالة الثانية {{بحاجة لمصدر|بالمصفوفة الشاذة}} (Singular matrix). في هذه الحالة يمكن الاستعانة بعملية مشابهة ألا وهي عملية [[شبه عكس مصفوفة|شبه عكس المصفوفة]].

تُشكل مجموعة المصفوفات القابلة للعكس ذات البُعد {{تعبير رياضي|''n'' × ''n''}}، مزودةً بعملية ضرب المصفوفات الاعتيادية (وبمداخل [[عدد حقيقي|حقيقية]]، أي تنتمي إلى مجموعة الأعداد الحقيقية) [[زمرة (رياضيات)|زمرة]] تسمى [[زمرة خطية عامة]] من الدرجة n. يرمز لهذه الزمرة ب {{تعبير رياضي|GL<sub>''n''</sub>(''R'')}}.

== خصائص ==

=== مبرهنة المصفوفة القابلة للعكس ===
لتكن A مصفوفة بُعدها هو n*n عرفت على [[حقل (رياضيات)|حقل]] K (مجموعة الأعداد الحقيقية مثالا). النصوص التالية متكافئة مع بعضها البعض. أي أنهن بالنسبة لمصفوفة ما، جميعهن خاطئات أو جميعهن صحيحات.
* المصفوفة A قابلة للعكس،
* لا حلول للمعادلة Ax = 0 غير الحل البديهي 0.
* أعمدة المصفوفة A [[استقلال خطي|مستقلة خطيا]].
* '''A'''<sup>T</sup> [[منقولة مصفوفة|المصفوفة المنقولة]] للمصفوفة A، هي مصفوفة قابلة للعكس. هذا يجعل صفوف المصفوفة A مستقلة خطيا أيضا كما هن أعمدتها.

=== خصائص أخرى ===
* معكوس حاصل ضرب مصفوفتين غير شاذتين يساوى حاصل ضرب معكوس كل من المصفوفتين
* معكوس [[منقولة مصفوفة]] يساوى منقولة معكوس المصفوفة : <math>(\mathbf{A}^T)^{-1} = (\mathbf{A}^{-1})^T \  </math>

== مثال ==
لتكن المصفوفة التالية ذات البُعد الثاني:
: <math>\mathbf{A} = \begin{pmatrix}-1 & \tfrac{3}{2} \\ 1  & -1\end{pmatrix} .</math>

هذه المصفوفة قابلة للعكس لكون محددها مختلفا عن الصفر. <math> \det \mathbf{A} = (-1*-1)-(3/2*1) = -1/2 </math>.

المصفوفة التالية غير قابلة للعكس لأن محددها يساوي الصفر:
: <math>\mathbf{B} = \begin{pmatrix} -1 & \tfrac{3}{2} \\ \tfrac{2}{3} & -1 \end{pmatrix} .</math>

كيا يظهر فيما يلي <math> \det \mathbf{B} = (-1*-1)-(3/2*2/3) = 0 </math>

== طرق عكس مصفوفة ==
لحساب معكوس المصفوفة، هناك عدة طرق. أكثرها بساطة موصوف بالخوارزمية التالية:
المدخل: مصفوفة (A(n*n.
المخرج: '''A'''<sup>−1</sup>
* نوسع المصفوفة ِA بإضافة دالة الوحدة عن يمينها
* نبدا بالسطر الأخير للدالة A يجب أن نقوم بعمليات أساسية على السطر بحيث يصبح بالشكل التالي :(0001...0)
* نقوم بما فعلناه من عمليات أساسية بنفس الترتيب على دالة الوحدة
* نقوم بهذا لكل سطر بحيث يجب علينا القيام بالعمليات الأساسية حتى نحصل على المتجه المناسب أي : ان كنا في السطر i يجب
* ان نجعل السطر ال-i بالشكل التالي: (000...0001...0)أي ان 1 يجب أن يكون في الخانة i
* وبالقيام بما فعلناه في السطر ال-i على مصفوفة الوحدة نحصل في مصفوفة الوحدة على المصفوفة العكسية بينما في ِA على مصفوفة الوحدة
* ان تعذر القيام بذلك فذلك يعني ان للمصفوفة لا يوجد معكوس.
* حساب محددة المصفوفة والتأكد أنه لا يساوى صفر
* حساب المصفوفة المرتبطة
* حساب المعكوس

=== عكس مصفوفة باستعمال المصفوفة المرافقة والمحددة ===
{{مفصلة|مصفوفة مرافقة|محدد (رياضيات)}}

يمكن إيجاد معكوس المصفوفة من القانون التالي:
<math>A^{-1}=\frac{adj(A)}{|A|}</math>

حيث يشير |A| إلى محددة المصفوفة و <math>{adj(A)}</math> هي [[مصفوفة مصاحبة|المصفوفة المرتبطة]].

=== حذف غاوسي ===
[[حذف غاوسي|حذف غاوس-جوردان]] هو [[خوارزمية]] تمكن أن تستعمل من أجل تحديد ما إذا كانت مصفوفة ما قابلة للعكس أم لا ومن أجل تحديد هذا العكس إ.ذا كان موجودا.

=== طريقة نيوتن ===
انظر إلى [[طريقة نيوتن]]

=== طريقة كايلي-هاميلتون ===
انظر إلى [[مبرهنة كايلي-هاميلتون]]

=== التفكيك إلى جداء القيم الذاتية ===
{{مفصلة|تفكيك مصفوفة إلى جداء قيم ذاتية}}

== انظر أيضا ==
* [[تفكيك مصفوفة]]
* [[الجذر التربيعي لمصفوفة]]

== مراجع ==

{{مراجع}}
{{جبر خطي}}
{{شريط بوابات|رياضيات|جبر}}

[[تصنيف:جبر خطي]]
[[تصنيف:محددات]]
[[تصنيف:مصفوفات]]
[[تصنيف:نظرية المصفوفات]]
في الجبر الخطي، يقال عن مصفوفة مربعة A أنها قابلة للعكس  إذا وُجدت مصفوفة مربعة B حيث:

حيث In هي مصفوفة الوحدة وحيث الجداء المشار إليه في هذه الصيغة هو جداء المصفوفات الاعتيادي.

معكوس مصفوفة هو المعكوس الضربى لها حيث يساوي حاصل ضرب المصفوفة في معكوسها مصفوفة الوحدة. يُرمز للمصفوفة العكسية لمصفوفة  ما، ب . عكس مصفوفة  هي عملية البحث عن المصفوفة  المشار إليها أعلاه.

تكون مصفوفة ما قابلةً للعكس إذا وفقط إذا كانت محددتها تختلف عن الصفر. وبذلك، تكون غير قابلة للعكس إذا وفقط إذا كانت محددتها تساوي الصفر. قد تسمى مصفوفة الحالة الثانية  (Singular matrix). في هذه الحالة يمكن الاستعانة بعملية مشابهة ألا وهي عملية شبه عكس المصفوفة.

تُشكل مجموعة المصفوفات القابلة للعكس ذات البُعد ، مزودةً بعملية ضرب المصفوفات الاعتيادية (وبمداخل حقيقية، أي تنتمي إلى مجموعة الأعداد الحقيقية) زمرة تسمى زمرة خطية عامة من الدرجة n. يرمز لهذه الزمرة ب .

 خصائص 

 مبرهنة المصفوفة القابلة للعكس 
لتكن A مصفوفة بُعدها هو n*n عرفت على حقل K (مجموعة الأعداد الحقيقية مثالا). النصوص التالية متكافئة مع بعضها البعض. أي أنهن بالنسبة لمصفوفة ما، جميعهن خاطئات أو جميعهن صحيحات.
 المصفوفة A قابلة للعكس،
 لا حلول للمعادلة Ax = 0 غير الحل البديهي 0.
 أعمدة المصفوفة A مستقلة خطيا.
 AT المصفوفة المنقولة للمصفوفة A، هي مصفوفة قابلة للعكس. هذا يجعل صفوف المصفوفة A مستقلة خطيا أيضا كما هن أعمدتها.

 خصائص أخرى 
 معكوس حاصل ضرب مصفوفتين غير شاذتين يساوى حاصل ضرب معكوس كل من المصفوفتين
 معكوس منقولة مصفوفة يساوى منقولة معكوس المصفوفة : 

 مثال 
لتكن المصفوفة التالية ذات البُعد الثاني:
 

هذه المصفوفة قابلة للعكس لكون محددها مختلفا عن الصفر. .

المصفوفة التالية غير قابلة للعكس لأن محددها يساوي الصفر:
 

كيا يظهر فيما يلي 

 طرق عكس مصفوفة 
لحساب معكوس المصفوفة، هناك عدة طرق. أكثرها بساطة موصوف بالخوارزمية التالية:
المدخل: مصفوفة (A(n*n.
المخرج: A−1
 نوسع المصفوفة ِA بإضافة دالة الوحدة عن يمينها
 نبدا بالسطر الأخير للدالة A يجب أن نقوم بعمليات أساسية على السطر بحيث يصبح بالشكل التالي :(0001...0)
 نقوم بما فعلناه من عمليات أساسية بنفس الترتيب على دالة الوحدة
 نقوم بهذا لكل سطر بحيث يجب علينا القيام بالعمليات الأساسية حتى نحصل على المتجه المناسب أي : ان كنا في السطر i يجب
 ان نجعل السطر ال-i بالشكل التالي: (000...0001...0)أي ان 1 يجب أن يكون في الخانة i
 وبالقيام بما فعلناه في السطر ال-i على مصفوفة الوحدة نحصل في مصفوفة الوحدة على المصفوفة العكسية بينما في ِA على مصفوفة الوحدة
 ان تعذر القيام بذلك فذلك يعني ان للمصفوفة لا يوجد معكوس.
 حساب محددة المصفوفة والتأكد أنه لا يساوى صفر
 حساب المصفوفة المرتبطة
 حساب المعكوس

 عكس مصفوفة باستعمال المصفوفة المرافقة والمحددة 

يمكن إيجاد معكوس المصفوفة من القانون التالي:

حيث يشير |A| إلى محددة المصفوفة و  هي المصفوفة المرتبطة.

 حذف غاوسي 
حذف غاوس-جوردان هو خوارزمية تمكن أن تستعمل من أجل تحديد ما إذا كانت مصفوفة ما قابلة للعكس أم لا ومن أجل تحديد هذا العكس إ.ذا كان موجودا.

 طريقة نيوتن 
انظر إلى طريقة نيوتن

 طريقة كايلي-هاميلتون 
انظر إلى مبرهنة كايلي-هاميلتون

 التفكيك إلى جداء القيم الذاتية 

 انظر أيضا 
 تفكيك مصفوفة
 الجذر التربيعي لمصفوفة

 مراجع 

تصنيف:جبر خطي
تصنيف:محددات
تصنيف:مصفوفات
تصنيف:نظرية المصفوفات