If $\mathrm{A}, \mathrm{B}$, and…

If $\mathrm{A}, \mathrm{B}$, and $\left(\operatorname{adj}\left(\mathrm{A}^{-1}\right)+\operatorname{adj}\left(\mathrm{B}^{-1}\right)\right)$ are non-singular matrices of same order, then the inverse of $\mathrm{A}\left(\operatorname{adj}\left(\mathrm{A}^{-1}\right)+\operatorname{adj}\left(\mathrm{B}^{-1}\right)\right)^{-1} \mathrm{~B}$, is equal to
  1. $\mathrm{AB}^{-1}+\mathrm{A}^{-1} \mathrm{~B}$
  2. $\operatorname{adj}\left(\mathrm{B}^{-1}\right)+\operatorname{adj}\left(\mathrm{A}^{-1}\right)$
  3. $\frac{A B^{-1}}{|A|}+\frac{B A^{-1}}{|B|}$
  4. $\frac{1}{|A B|}(\operatorname{adj}(B)+\operatorname{adj}(A))$

Solution

$\begin{aligned} & {\left[\mathrm{A}\left(\operatorname{adj}\left(\mathrm{A}^{-1}\right)+\operatorname{adj}\left(\mathrm{B}^{-1}\right)\right)^{-1} \cdot \mathrm{~B}\right]^{-1}} \\ & \mathrm{~B}^{-1} \cdot\left(\operatorname{adj}\left(\mathrm{~A}^{-1}\right)+\operatorname{adj}\left(\mathrm{B}^{-1}\right)\right) \cdot \mathrm{A}^{-1} \\ & \mathrm{~B}^{-1} \operatorname{adj}\left(\mathrm{~A}^{-1}\right) \mathrm{A}^{-1}+\mathrm{B}^{-1}\left(\operatorname{adj}\left(\mathrm{~B}^{-1}\right)\right) \cdot \mathrm{A}^{-1} \\ & \mathrm{~B}^{-1}\left|\mathrm{~A}^{-1}\right| \mathrm{I}+\left|\mathrm{B}^{-1}\right| \mathrm{IA}^{-1} \\ & \frac{\mathrm{~B}^{-1}}{|\mathrm{~A}|}+\frac{\mathrm{A}^{-1}}{|\mathrm{~B}|} \\ & \Rightarrow \frac{\operatorname{adjB}}{|\mathrm{B}||\mathrm{A}|}+\frac{\operatorname{adj}}{|\mathrm{A}||\mathrm{B}|} \\ & =\frac{1}{|\mathrm{~A}||\mathrm{B}|}(\operatorname{adjB}+\operatorname{adj} \mathrm{A})\end{aligned}$

Asked in: JEE Main 2025 (23 Jan Shift 1)

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