阶梯形矩阵的特性
行简化阶梯形是阶梯形矩阵一个特殊形式,其特点如下:
(1)非零行的首非零元是1
(2)首非零元所在列的其余元素是0
行简化阶梯形图示
拿到一个矩阵,怎么确认它是不是行简化阶梯形呢?第一步,画折线;第二步,圈出首非零元;第三步,首非零元这一列画虚线,确定除了首非零元,其它数值都为0
说了这么久的阶梯形矩阵,将一个矩阵简化成阶地形矩阵有什么便捷之处呢?矩阵A经过行/列的初等行变换变成阶梯形矩阵,非零行的行数就等于秩,即r(A)=非零行的行数
将矩阵初等行变化为阶梯形矩阵
最后总结矩阵秩的三个特性:
(1)r(A) = r()
行列式转置值不变,对非零子式的最高阶数是没有影响的
(2)矩阵乘以可逆矩阵,秩不变
(3)可逆矩阵等于初等矩阵的乘积
设 阶矩阵为可逆方阵,阶矩阵为可逆方阵
可逆矩阵等于初等矩阵的乘积,则P = P1×P2×P3×P4...Pm;Q = Q1×Q2×Q3×Q4...Qn
PA=P1×P2×P3×P4...PmA A左乘初等矩阵,相当于对A做初等行变换,初等行变换不改变矩阵的秩。则r(A)=r(PA) 同理推出r(A)=r(PA)=r(AQ)=r(PAQ)
向量组的秩讲向量组的秩先看一下极大线性无关组的解释。
极大线性相关组满足的条件:假设向量组 的部分向量组1(1)线性无关;(2)每个向量均可由表示
任意两个极大线性无关组,含有的向量个数相同
向量组的秩:极大线性无关组含有向量的个数 r(,...)
(1) 0≤r(,...)≤min{向量的个数 维数}
注:n维向量组有n 1个个数,必线性相关,可推出n维向量的极大线性相关组有n个个数
(2),...线性无关r=s
(3),...线性相关r<s
定理:,...可由...表示,则r(,...) ≤ r(...)
向量组的秩用极大线性相关组求解,矩阵的秩用非零子式求解,看似向量组的秩和矩阵的秩没有关系,在后续的学习中会有很多的关系。
向量的秩和矩阵的秩之间的关系