线性代数之矩阵秩的求法与示例详解

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线性代数之矩阵秩的求法与示例详解

2024-04-21 14:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

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线性代数之矩阵秩的求法

K阶子式的定义

在m×n的矩阵A中,任取k行、k列(k小于等于m、k小于等于n),位于这些行和列交叉处的 个元素,在不改变原有次序的情况下组成的矩阵叫做矩阵A的k阶子式。

不难发现矩阵A有个

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个k阶子式。

比如有矩阵A

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比如取第1行,第3行,第1列,第4列交叉上的元素组成的子式即为其一个2阶子式。即按照如下划线操作 :

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即其中的一个2阶子式是:

https://img-blog.csdnimg.cn/20210816151411415.pnghttps://img-blog.csdnimg.cn/20210816151411415.png矩阵秩的定义

设在m×n的矩阵A中有一个不等于0的r阶子式D,且所有r+1阶子式全等于0,则D是该矩阵的最高阶非零子式。非零子式的最高阶数即叫做矩阵的秩 记作R(A) r是rank的缩写。不难发现矩阵的秩有如下特点:

R(A)大于等于0小于等于min{m,n}。r(A) = m 取了所有的行,叫行满秩r(A) = n 取了所有的列,叫列满秩r(A) < min{m,n}则叫做降秩A是方阵,A满秩的充要条件是A是可逆的(转换为A的行列式不等于0,所以可逆)r(A) = r的充要条件是有一个r阶子式不为0,所有r+1阶子式为0矩阵A(m乘n阶)左乘m阶可逆矩阵P,右乘n阶可逆矩阵Q,或者左右乘可逆矩阵PAQ不改变其秩。对矩阵实施(行、列)初等变换不改变矩阵的秩阶梯形矩阵的秩 r(A)等于非零行的行数。A的秩等于A转置的秩任意矩阵乘可逆矩阵,秩不变矩阵秩的求法定义法

该方法是根据矩阵的秩的定义来求,如果找到k阶子式为0,而k-1阶不为0,那么k-1即该矩阵的秩。

#Sample1(示例一),求下列矩阵的秩:

A=

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针对矩阵A,我们先找它的一个3阶子式看看是否为0,比如我们找的是

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很显然该三阶子式等于-1≠0,所以该矩阵的秩是3。

因为当前矩阵没有4阶子式子,所以3是该矩阵的最高阶。

#Sample2(示例二):已知矩阵A

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,如果R(A)



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