Ранг матрицы

Ранг приведением к ступенчатому виду: зависимые строки и базисный минор

Матрица до 5×5 (можно прямоугольную): строки — с новой строки или через «;», числа — пробелами

Нашли ошибку или хотите предложить улучшение?

Улучшить калькулятор «Ранг матрицы»

Теория

Ранг матрицы — максимальное число её линейно независимых строк (оно же — максимальное число независимых столбцов). Ранг показывает, сколько «полезной» информации несёт матрица: зависимые строки — это строки, которые выражаются через остальные.

Вычисляют ранг приведением к ступенчатому виду: элементарные преобразования строк (прибавить к строке другую, умноженную на число; поменять строки местами) ранг не меняют. В ступенчатом виде каждая следующая строка начинается правее ведущего элемента предыдущей, а все нулевые строки уходят вниз.

Ранг равен числу ненулевых строк ступенчатого вида. Столбцы, в которых стоят ведущие элементы, называют базисными. Ранг не превосходит меньшего из размеров матрицы: у матрицы 2×4 он не больше двух, у нулевой матрицы ранг равен нулю.

Важно: если при приведении строка обратилась в нуль — она линейно зависима от остальных; именно такие строки уменьшают ранг.

Пример с решением

  1. Условие. Найти ранг матрицы [1 2 3; 2 4 6; 1 1 1].
  2. Вторая строка. Вычтем из неё первую, умноженную на 2: 2 − 2·1 = 0, 4 − 2·2 = 0, 6 − 2·3 = 0 — строка обнулилась.
  3. Третья строка. Вычтем первую: [0 −1 −2].
  4. Ступенчатый вид. Ненулевые строки: [1 2 3] и [0 −1 −2] — две.
  5. Ответ. Ранг равен 2: одна строка линейно зависима, базисные столбцы — первый и второй.

Главное

  • Ранг — число ненулевых строк ступенчатого вида.
  • Элементарные преобразования строк ранг не меняют.
  • Нулевая строка в приведении означает линейную зависимость.