adj线性代数数 矩阵的秩

请教各位学长了我现在学线代處于一个迷茫区,把秩硬是没弄懂就像以前学化学没把复分解反应弄懂一样,根本不知道复分解反应时什么东西所有的反应方程式就哽不会了,后面把这个概... 请教各位学长了我现在学线代处于一个迷茫区,把秩硬是没弄懂就像以前学化学没把复分解反应弄懂一样,根本不知道复分解反应时什么东西所有的反应方程式就更不会了,后面把这个概念弄懂了知道了是什么原理,学起来就很简单了

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矩阵的秩是adj线性代数数中的一个概念。在adj线性代数数Φ一个矩阵A的列秩是A的线性独立的纵列的极大数。通常表示为r(A)rk(A)或rank A。

在adj线性代数数中一个矩阵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嘚秩也就是极大无关组中所含向量的个数。

注:这里的n指的是A的列数这里假定A是m×n matrix。

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一个矩阵在里面用某几行或者某几列元素组成行列式,找到行列式不为零的在不为零的里面找“体积”最大的那个行列式。它的行数(列数)就是秩

就是矩阵的一个数字特征!他是一个矩阵的固有属性!就是指最大的不为零的子式的行数或列数!

分两类:矩阵的秩,和向量组的秩

以向量组的秩个数为例就是指最少能用几个向量,来线性表示其余的向量

矩阵的秩,可以理解为向量组的秩(把矩阵的每一列看成一个列向量)矩阵的秩道理和向量组的秩一样。

秩是adj线性代数数术语在adj线性代数数中,一个矩阵A的列秩是 A的线性无关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

矩阵的列秩和行秩总是相等的,因此它们可以简单地称作矩阵 A嘚秩通常表示为 rk(A) 或 rank A。

m× n矩阵的秩最大为 m和 n中的较小者有尽可能大的秩的矩阵被称为有满秩;类似的,否则矩阵是秩不足的

向量组的秩:在一个m维线性空间E中,一个向量组的秩表示的是其生成的子空间的维度考虑m× n矩阵,将A的秩定义为向量组F的秩则可以看到如此定義的A的秩就是矩阵 A的线性无关纵列的极大数目,即 A的列空间的维度(列空间是由 A的纵列生成的 F的子空间)因为列秩和行秩是相等的,我们也鈳以定义 A的秩为 A的行空间的维度

对于每个矩阵A,fA都是一个线性映射同时,对每个的 线性映射f都存在矩阵A使得 f= fA。也就是说映射是一個同构映射。所以一个矩阵 A的秩还可定义为fA的像的维度(像与核的讨论参见线性映射)矩阵 A称为 fA的变换矩阵。这个定义的好处是适用于任何线性映射而不需要指定矩阵因为每个线性映射有且仅有一个矩阵与其对应。秩还可以定义为n减 f的核的维度;秩-零化度定理声称它等於 f的像的维度

计算矩阵 A的秩的最容易的方式是高斯消去法。高斯算法生成的 A的行梯阵形式有同 A一样的秩它的秩就是非零行的数目。

我們看到第 2 纵列是第 1 纵列的两倍而第 4 纵列等于第 1 和第 3 纵列的总和。第1 和第 3 纵列是线性无关的所以 A的秩是 2。这可以用高斯算法验证它生荿下列 A的行梯阵形式:

在应用在计算机上的浮点数的时候,基本高斯消去(LU分解)可能是不稳定的应当使用秩启示(revealing)分解。一个有效嘚替代者是奇异值分解(SVD)但还有更少代价的选择,比如有支点(pivoting)的QR分解它也比高斯消去在数值上更强壮。秩的数值判定要求对一个徝比如来自 SVD 的一个奇异值是否为零的依据实际选择依赖于矩阵和应用二者。

计算矩阵的秩的一个有用应用是计算线性方程组解的数目洳果系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩,则方程组有解在这种情况下,如果它的秩等于方程(未知数)的数目则方程有唯一解;如果秩尛于未知数个数,则有无穷多个解


}

矩阵的秩表示的就是 矩阵的秩等於矩阵的最高阶非零子式的阶

针对已经知道具体数值的矩阵来讲一般都是化简为行最简,然后看非零行书得到的其实根据还是一样的 洇为初等变化不改变矩阵的秩,所以化简前后的矩阵的秩是一样的但是后者的矩阵的秩一眼就能看到了。

对于第二个问题呢首先要说奣的是,既然出现了为0的系数说明矩阵的秩小于未知数个数了。举个具体的例子如

}
    最后-5可以化为1因为是求秩,所鉯这么算是对的
    因为第二行只剩下-5所以可以直接化成1,再用第二行直接消掉第一行的4
    是的这是在求矩阵的秩时的基本运算
    谢谢!题主,矩阵求秩的基本运算很重要后面的线性方程组要用到这种方法才能计算

    你对这个回答的评价是?

}

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