为什么矩阵的秩等于其行阶梯行矩阵非零行的行数?详细一点哈?谢了。

如题所述

行阶梯矩阵非零行的首非零元(个数=非零行数)所在的列是线性无关的, 且其余向量可由它们线性表示。

所以它们是A的列向量组的一个极大无关组。

所以A的列秩 = 非零行的行数

所以A的秩 = 非零行的行数

举例:

比如 A = (a1,a2,a3,a4) 经过初等行变换化成

1  2  3  4

0  0  1  5

0  0  0  0

那么 a1,a3 是线性无关的  [ 即行阶梯矩阵非零行的首非零元所在的列是线性无关的]

这个线性无关组含向量的个数是梯矩阵的非零行数

再把梯矩阵化成行简化梯矩阵 

1  2  0  -11

0  0  1  5

0  0  0  0

就可能看出 a2 = 2a1, a4 = -11a1 + 5a3

即 a2,a4 可由a1,a3 线性表示

所以 a1,a3 是 a1,a2,a3,a4 的极大无关组

即 A 的列秩 = 2  (非零行数)

所以 A 的秩 = 2  (非零行数)

扩展资料:

在线性代数中,一个矩阵A的列秩是A的线性独立的纵列的极大数目。类似地,行秩是A的线性无关的横行的极大数目。通俗一点说,如果把矩阵看成一个个行向量或者列向量,秩就是这些行向量或者列向量的秩,也就是极大无关组中所含向量的个数。

在m*n矩阵A中,任意决定k行和k列交叉点上的元素构成A的一个k阶子矩阵,此子矩阵的行列式,称为A的一个k阶子式。

例如,在阶梯形矩阵中,选定1,3行和3,4列,它们交叉点上的元素所组成的2阶子矩阵的行列式 就是矩阵A的一个2阶子式。

A=(aij)m×n的不为零的子式的最大阶数称为矩阵A的秩,记作rA,或rankA或R(A)。

特别规定零矩阵的秩为零。

显然rA≤min(m,n) 易得:

若A中至少有一个r阶子式不等于零,且在r<min(m,n)时,A中所有的r+1阶子式全为零,则A的秩为r。

由定义直接可得n阶可逆矩阵的秩为n,通常又将可逆矩阵称为满秩矩阵, det(A)≠0;不满秩矩阵就是奇异矩阵,det(A)=0。

由行列式的性质1(1.5[4])知,矩阵A的转置AT的秩与A的秩是一样的。

矩阵的乘积的秩Rab<=min{Ra,Rb};

当r(A)<=n-2时,最高阶非零子式的阶数<=n-2,任何n-1阶子式均为零,而伴随阵中的各元素就是n-1阶子式再加上个正负号,所以伴随阵为0矩阵。

当r(A)<=n-1时,最高阶非零子式的阶数<=n-1,所以n-1阶子式有可能不为零,所以伴随阵有可能非零(等号成立时伴随阵必为非零)。

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第1个回答  推荐于2017-11-24
行阶梯矩阵非零行的首非零元(个数=非零行数)所在的列是线性无关的, 且其余向量可由它们线性表示

所以它们是A的列向量组的一个极大无关组
所以A的列秩 = 非零行的行数
所以A的秩 = 非零行的行数

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有点深奥,讲简单点马。

追答

给你个具体例子吧
比如 A = (a1,a2,a3,a4) 经过初等行变换化成
1 2 3 4
0 0 1 5
0 0 0 0
那么 a1,a3 是线性无关的 [ 即行阶梯矩阵非零行的首非零元所在的列是线性无关的]
这个线性无关组含向量的个数是梯矩阵的非零行数
再把梯矩阵化成行简化梯矩阵
1 2 0 -11
0 0 1 5
0 0 0 0
就可能看出 a2 = 2a1, a4 = -11a1 + 5a3
即 a2,a4 可由a1,a3 线性表示
所以 a1,a3 是 a1,a2,a3,a4 的极大无关组
即 A 的列秩 = 2 (非零行数)
所以 A 的秩 = 2 (非零行数)

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第2个回答  2019-05-17

行阶梯矩阵非零行的首非零元(个数=非零行数)所在的列是线性无关的, 且其余向量可由它们线性表示

所以它们是A的列向量组的一个极大无关组

所以A的列秩 = 非零行的行数

所以A的秩 = 非零行的行数

扩展资料

线性代数中,一个矩阵A的列秩是A的线性独立的纵列的极大数目。类似地,行秩是A的线性无关的横行的极大数目。通俗一点说,

如果把矩阵看成一个个行向量或者列向量,秩就是这些行向量或者列向量的秩,也就是极大无关组中所含向量的个数。

矩阵的乘积的秩Rab<=min{Ra,Rb};

当r(A)<=n-2时,最高阶非零子式的阶数<=n-2,任何n-1阶子式均为零,而伴随阵中的各元素就是n-1阶子式再加上个正负号,所以伴随阵为0矩阵。

当r(A)<=n-1时,最高阶非零子式的阶数<=n-1,所以n-1阶子式有可能不为零,所以伴随阵有可能非零(等号成立时伴随阵必为非零)。

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第3个回答  2020-06-22

没这么麻烦。首先行阶梯矩阵、最简行阶梯矩阵与原矩阵这三种矩阵都是等秩的。而行阶梯矩阵必可以化成最简行阶梯矩阵,又因为最简行阶梯矩阵非零行的列向量是线性无关的,因此它们就构成了最简行阶梯矩阵的一个最大无关组,又因为最简行阶梯矩阵与原矩阵等秩,所以矩阵的秩就等于其行阶梯矩阵非零行的个数了。

关于等秩的证明,将矩阵方程写成代数方程的形式,应该就比较容易证明了。

第4个回答  2017-11-16
当矩阵没有非零行时,由行阶梯形性质可知,方程组有唯一解,即此时D≠0。有非零行就选出没有非零行的子矩阵 继续利用该性质。
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