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文档简介

1、3-4 矩阵的秩(Matrix of Rank)Definition1:矩阵的行秩和矩阵的列秩Lemma1:齐次线性方程组的系数矩阵的行秩r小于未知元的个数n时,线性方程组有非零解。Lemma2:矩阵的行秩和列秩相等。Definition of Matrik Rank(矩阵秩的定义)R(A)矩阵的行秩等于矩阵的列秩定义维矩阵的秩。Theorem:nn的矩阵 的行列式值为零的充分必要条件是矩阵A的秩小于n。(R(A)n)Proof:充分性 R(A)1时,矩阵的某一行是其它行的线性组合,从而矩阵A的行列式值|A|=0.必要性 当n1时,|A|=0,则A0,秩小于1命题成立,假设对n1阶矩阵命题成立

2、,对n阶矩阵A;如果A的第一列元素全部等于零,显然命题成立,否则不妨设,0其中,n1阶矩阵行列式0,由假设向量组线性相关,即向量组线性相关从而矩阵A的行向量线性相关,R(A)n.由数学归纳法原理,定理得证。 推论:齐次线性方程组有非零解的充分必要条件是系数矩阵 的行列式的值 |A|=0。Defintion:矩阵A的k级子式的定义。Theorem6:矩阵的A的秩为r的充分必要条件是矩阵中有一个r级子式不为零,而所有r1级子式都等于零。证明:必要性 因为R(A)r,一方面矩阵A中任意r 1个行向量线性相关,矩阵A的任意一个r1阶子式的行向量也线性相关,由Theorem5任意r1阶子式都等于零;另一方面A中有r个线性无关的向量组,它们组成矩阵;且,B中有r个线性无关的列,不妨设前r个列线性无关,则A中左上角r阶子式不为零。从定理可推出:(1)矩阵秩的另一种定义:矩阵A中存在r级子式不等于零,所有r1级子式全等于零,则称矩阵A的秩为r,记成R(A)r。(2)矩阵的初等变换不改变矩阵的秩。矩阵秩的求法:(1)用定义;(2)用矩阵的初等变换;例1:求下列矩阵的秩1;2。2例2:求线性方程组: 的系数矩阵的秩和增广矩阵的秩。练习: 1、线性方程组: 的系数矩阵的秩为 ,增广矩阵的秩为 。布置作业:P

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