Se empieza así como dices y debes hacer las mismas operaciones elementales en las dos hasta que en la derecha quede la matriz identidad. Supongo que conoces las operaciones, por eso no las describiré o las describiré y haré varias a la vez, cuesta mucho escribir estas matrices alineadas
2 5 1 | 1 0 0
4 -1 2 | 0 1 0
1 0 1 | 0 0 1
La primera fila la dividiré entre dos
y ya de paso la sumaré por -4 a la segunda
y por -1 a la tercera
1 5/2 1/2 | 1/2 0 0
0 -11 0 | -2 1 0
0 -5/2 1/2 |-1/2 0 1
Ahora multiplico por -1/11 la segunda
y la sumaré por 5/2 a la tercera
1 5/2 1/2 | 1/2 0 0
0 1 0 | 2/11 -1/11 0
0 0 1/2 |-1/2 + 5/11 -5/22 1
No quise poner la suma directamente para que veas
la operación, ahora la hago
1 5/2 1/2 | 1/2 0 0
0 1 0 | 2/11 -1/11 0
0 0 1/2 |-1/22 -5/22 1
Ahora habría que multiplicar por 2 la tercera
pero es mejor restarla antes a la primera y
luego se multiplica. Lo hago todo de una vez
1 5/2 0 | 6/11 5/22 -1
0 1 0 | 2/11 -1/11 0
0 0 1 | -1/11 -5/11 2
Y la segunda por -5/2 se suma a la primera
1 0 0 | 6/11-5/11 5/22+5/22 -1
0 1 0 | 2/11 -1/11 0
0 0 1 |-1/11 -5/11 2
Y hacemos las operaciones y ya está
1 0 0 | 1/11 5/11 -1
0 1 0 | 2/11 -1/11 0
0 0 1 |-1/11 -5/11 2
Y eso es todo, a la derecha está la inversa.