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文档简介

一 矩阵秩的概念 二 矩阵秩的求法 第四节 矩阵的秩及其求法 第二章 三 满秩矩阵 1 1 k阶子式 定义1设 在A中任取k行k列交叉 称为A的一个k阶子式 阶行列式 处元素按原相对位置组成的 一 矩阵的秩的概念 2 例如 矩阵A的第一 三行 第二 四列相交处的元素 所构成的二阶子式为 而 为A的一个三阶子式 显然 矩阵A共有 个k阶子式 3 2 矩阵的秩 有r阶子式不为0 任何r 1阶 记作R A 或秩 A 子式 如果存在的话 全为0 定义2 称r为矩阵A的秩 4 规定 零矩阵的秩为0 注意 1 如R A r 则A中至少有一个r阶子 式 所有r 1阶子式为0 且更高阶 子式均为0 r是A中非零的子式的最高阶数 2 由行列式的性质 3 R A m R A n 0 R A min m n 4 如果An n 且 则R A n 反之 如R A n 则 因此 方阵A可逆的充分必要条件是R A n 5 二 矩阵秩的求法 1 子式判别法 定义 例1 设 为阶梯形矩阵 求R B 解 存在一个二阶子式不为0 而 任何三阶子式全为0 则R B 2 结论 阶梯形矩阵的秩 台阶数 6 例如 一般地 行阶梯形矩阵的秩等于其 台阶数 非零行的行数 7 如果 求a 解 或 例2设 8 则 例3 9 2 用初等变换法求矩阵的秩 定理2矩阵初等变换不改变矩阵的秩 即 则 说明 只改变子行列式的符号 是A中对应子式的k倍 是行列式运算的性质 由于初等变换不改变矩阵的秩 而任一 都等价 于行阶梯矩阵 其秩等于它的非零行的行数 即为 所以可以用初等变换化A为阶梯矩阵来求A的秩 10 例4 解 R A 2 求 11 例5 12 三 满秩矩阵 称A是满秩阵 非奇异矩阵 称A是降秩阵 奇异矩阵 可见 A为n阶方阵时 定义3 13 定理3 设A是满秩方阵 则存在初等方阵 使得 对于满秩方阵A施行初等行变换可以化为单位阵E 又根据初等阵的作用 每对A施行一次初等行变换 相当于用一个对应的初等阵左乘A 由此得到下面的 定理 14 例如 它的行最简形是n阶单位阵E 对于满秩矩阵A A为满秩方阵 15 定理5 R AB R A R AB min R A R B 关于矩阵的秩的一些重要结论 性质1 性质2如果AB 0则 性质3如果R A n 如果AB 0则B 0 16 设A为n阶矩阵 证明R A E R A E n 证 A E E A 2E R A E R E A

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