X=(x11x21x12x22) A=(acbd) とおくと
(acbd)(x11x21x12x22)=(x11x21x12x22)(acbd)
(ax11+bx21cx11+dx21ax12+bx22cx12+dx22)=(ax11+cx12ax21+cx22bx11+dx12bx21+dx22)
これより
ax11+bx21=ax11+cx12 ① ax12+bx22=bx11+dx12 ②
cx11+dx21=ax21+cx22 ③ cx12+dx22=bx21+dx22 ④
これら4式を行列に書き直して
0x12x210x21−x11+x220x21−x120−x11+x22−x120−x12−x210abcd=0000
0x12x210x21−x11+x220x21−x120−x11+x22−x120−x12−x210→0x12x210x21−x11+x2200−x120−x11+x2200−x12−x210
→0x1200x21−x11+x22−x21(−x11+x22)0−x120−x11+x2200−x1200→0x1200x21−x11+x22−x210−x120100−x1200
→0x1200x21−x11+x2200−x1201+x1200−x1200→x12000−x11+x22x21000−x121+x120−x12000
→x12000−x11+x22x21000010−x12000→x1200001000010−x12000→100001000010−1000
これから
abcd=α1001
(α00α)(α は任意)