Rang matrike: definicija, metode iskanja

V tej publikaciji bomo preučili definicijo ranga matrike in metode, s katerimi jo je mogoče najti. Analizirali bomo tudi primere za prikaz uporabe teorije v praksi.

vsebina

Določanje ranga matrike

Matrični rang je rang njegovega sistema vrstic ali stolpcev. Vsaka matrika ima svoj rang vrstice in stolpca, ki sta med seboj enaka.

Sistemski vrstni red je največje število linearno neodvisnih vrstic. Na podoben način se določi rang sistema stolpcev.

Opombe:

  • Rang ničelne matrike (označeno s simbolom "θ“) katere koli velikosti je nič.
  • Rang katerega koli vektorja vrstice ali vektorja stolpca, ki ni nič, je enak ena.
  • Če matrika katerekoli velikosti vsebuje vsaj en element, ki ni enak nič, potem njen rang ni manjši od ena.
  • Rang matrike ni večji od njene minimalne dimenzije.
  • Elementarne transformacije, izvedene na matriki, ne spremenijo njenega ranga.

Iskanje ranga matrike

Metoda fringing minor

Rang matrike je enak najvišjemu redu neničelne vrednosti.

Algoritem je naslednji: poiščite manjše od najnižjih do najvišjih. Če je manjši nvrstni red ni enak nič, vsi naslednji (n+1) so enake 0, zato je rang matrike enak n.

Primer

Da bo bolj jasno, vzemimo praktičen primer in poiščimo rang matrike A spodaj z uporabo metode obrobljanja mladoletnikov.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Rešitev

Opravka imamo z matriko 4 × 4, zato njen rang ne more biti višji od 4. Poleg tega so v matriki različni elementi, kar pomeni, da njen rang ni manjši od ena. Pa začnimo:

1. Začnite preverjati mladoletniki drugega reda. Za začetek vzamemo dve vrstici prvega in drugega stolpca.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Minor je enak nič.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Zato preidemo na naslednji manjši (prvi stolpec ostane, namesto drugega pa vzamemo tretjega).

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Minor je 54≠0, torej je rang matrike najmanj dva.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Opomba: Če bi se izkazalo, da je ta minor enak nič, bi dodatno preverili naslednje kombinacije:

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Po potrebi lahko naštevanje nadaljujemo na enak način z nizi:

  • 1 in 3;
  • 1 in 4;
  • 2 in 3;
  • 2 in 4;
  • 3 in 4.

Če bi bili vsi minori drugega reda enaki nič, bi bil rang matrike enak ena.

2. Skoraj takoj nama je uspelo najti mladoletnika, ki nama ustreza. Pa pojdimo naprej mladoletniki tretjega reda.

Najdenemu minorju drugega reda, ki je dal rezultat različen od nič, dodamo eno vrstico in enega od zeleno označenih stolpcev (izhajamo iz drugega).

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Minor se je izkazal za nič.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Zato spremenimo drugi stolpec v četrtega. In v drugem poskusu nam uspe najti minor, ki ni enak nič, kar pomeni, da rang matrike ne more biti manjši od 3.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Opomba: če bi se rezultat ponovno izkazal za nič, bi namesto druge vrstice peljali četrto naprej in nadaljevali z iskanjem »dobrega« minora.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

3. Zdaj je še treba določiti mladoletniki četrtega reda glede na prej ugotovljeno. V tem primeru je to tisti, ki se ujema z determinanto matrike.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Minor je enak 144≠0. To pomeni, da je rang matrike A enako 4.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Redukcija matrike na stopničasto obliko

Rang matrike korakov je enak številu njenih neničelnih vrstic. To pomeni, da moramo matriko spraviti v ustrezno obliko, na primer z uporabo , ki, kot smo omenili zgoraj, ne spremeni njenega ranga.

Primer

Poiščite rang matrike B spodaj. Ne vzamemo preveč zapletenega primera, saj je naš glavni cilj preprosto prikazati uporabo metode v praksi.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Rešitev

1. Najprej od druge vrstice odštejte podvojeno prvo.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

2. Sedaj odštejte prvo vrstico od tretje vrstice, pomnoženo s štiri.

Rang matrike: definicija, metode iskanja

Tako smo dobili stopničasto matriko, v kateri je število neničelnih vrstic enako dve, zato je tudi njen rang enak 2.

Pustite Odgovori