Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Математика

Ранг матрицы  Просмотрен 53

Определитель k-го порядка, составленный из элементов, стоящих на пересечении произвольно выбранных k строк и k столбцов матрицы А, называется минором k-го порядка, порожденным данной матрицей.

Например, для матрицы А

минор второго порядка можно получить, выбрав 1 и 3 строки, а также 1-й и 4-й столбцы: . Очевидно, что минорами, порожденными этой матрицей, являются и другие определители 2-го порядка:

и т.д.

Данная матрица имеет минорами и определители 3-го порядка

Рангом матрицы А (обозначается ) называется наивысший порядок отличных от нуля миноров, порожденных этой матрицей.

В рассматриваемой матрице А наивысший порядок ее миноров равен трем. Вычислим один из них.

Так как этот минор отличен 0, то .

Вычислять все миноры, порождаемые данной матрицей, затруднительно. Поэтому для определения ранга матрицы можно использовать метод приведения матрицы к ступенчатому виду с помощью элементарных преобразований.

Элементарными преобразованиями матрицы называются:

1) умножение какой-либо строки (столбца) на число ,

2) перестановка двух строк (столбцов),

3) прибавление к элементам одной строки (столбца) соответственных элементов другой строки (столбца), умноженных на одно и то же число .

Элементарные преобразования не меняют ранг матрицы.

Две матрицы называются эквивалентными, если одна из них получена из другой при помощи элементарных преобразований. Эквивалентные матрицы имеют один и тот же ранг.

С помощью эквивалентных преобразований матрицу можно привести к ступенчатому виду.

Матрица называется ступенчатой, если в ее первой строке имеется хотя бы один элемент отличный от 0, а в каждой последующей строке первый отличный от 0 элемент стоит правее первого отличного от 0 элемента предыдущей строки. Например,

.

Ранг ступенчатой матрицы равен числу ее ненулевых строк.Для определения ранга матрицы нужно, применяя элементарные преобразования, привести ее к ступенчатому виду.

Пример 7. Найти ранг матрицы

.

Решение. Приведем матрицу к ступенчатому виду, для чего:

1) поменяем местами 1-ю и 2-ю строки;

2) прибавим ко 2-й строке 1-ю, умноженную на (-2),

к 3-й строке 1-ю, умноженную на (-1);

3) прибавим к 3-й строке 2-ю, умноженную на (-2).

Получим

~ ~ ~ .

У матрицы, приведенной к ступенчатому виду, две ненулевые строки, значит, ранг этой матрицы равен 2.

Итак, .

Предыдущая статья:Линейных алгебраических уравнений Следующая статья:Систем линейных алгебраических уравнений
page speed (0.0169 sec, direct)