Am n矩陣的秩與m,n之間的關係與向量之間的線性相關關係

2021-03-22 04:10:28 字數 4751 閱讀 9832

1樓:匿名使用者

r(a)<=m 且 r(a)<=n, 即有 r(a)<=minr(a)=n

<=> a的列向量組線性無關

<=> ax=0 只有零解

r(a)=m

<=> a的行向量組線性無關

==> ax=b 有解

如何用秩判斷線性相關? 線性代數問題

2樓:demon陌

設矩陣a為m*n階矩陣。矩陣a的秩為r,若r=n,則矩陣列向量組線性無關,若r相關。同理若r=m,則矩陣行向量組線性無關,若r向量組只包含一個向量a時,a為0向量,則說a線性相關; 若a≠0, 則說a線性無關。

包含零向量的任何向量組是線性相關的。含有相同向量的向量組必線性相關。增加向量的個數,不改變向量的相關性。(注意,原本的向量組是線性相關的)

3樓:aa微湖來客

由線性相關與線性無關的定義可知:向量組a1,a2,...,ar的線性相關性歸結為齊次線性方程組ax=0的解的情形,其中a=(a1,a2,...

,ar)。若方程組只有零解,向量組線性無關;若方程組有非零解,則向量組線性相關。而ax=0只有零解歸結為r(a)=r,ax=0有非零解歸結為r(a)<r,所以向量組的秩小於向量個數(也就是r(a)<r)時,向量組線性相關。

對於非齊次線性方程組,r(a)=r(a,b)<n(n是未知量個數),則方程組有無窮多解,按說這個在課本上是有介紹的,用高斯消元法。相當於把方程組中的多餘方程去掉了,剩下的方程組中方程的個數小於未知量個數,所以未知量不會有唯一解。

若矩陣 a(m*n)的秩為n ,為何可等價於 其a的行向量組、列向量組線性無關?萬分感謝!

4樓:匿名使用者

只能等價於列向量組線性無關。

這是因為,矩陣的列向量組正好為n個,

秩為n說明極大無關組的個數為n,這n個只能是列向量本身了。

矩陣的秩和矩陣的特徵值個數的關係,並證明

5樓:dear豆小姐

關係:1、方陣a不滿秩等價於a有零特徵

值。2、a的秩不小於a的非零特徵值的個數。

證明:定理1:n階方陣a可相似對角化的充要條件是a有n個線性無關的特徵向量。

定理2:設a為n階實對稱矩陣,則a必能相似對角化。

定理3:設a為n階實對稱矩陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理4:設a為n階方陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理5:

設a為n階方陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理6:設a為n階方陣,矩陣的秩rf(a)=k,(0例1:

設矩陣a=1  2   3   42  4   6   83  6   9  124  8  12  16 ,求矩陣a的特徵值,矩陣a的秩。

解:得到a→1  2   3   40  0   0   00  0   0   00  0   0   0 ,則矩陣a的秩r(a)=1。

通過上例,我們發現λ=0為a的三重特徵值,而a的秩r(a)=4-3=1。下面的定理給出了相應的結論。

證:由定理2,實對稱矩陣必能相似對角化,因此a必有n個線性無關的特徵向量,即每一個特徵值對應一個線性無關的特徵向量,重根對應線性無關的特徵向量的個數等於其重數[1],故由秩r(a)=k,(0以上例題和相關定理均給出了矩陣的秩得到矩陣的特徵值的情況,反過來,若n階方陣a恰有k(0所以,方陣a不滿秩等價於a有零特徵值,a的秩不小於a的非零特徵值的個數。

擴充套件資料

矩陣的秩的變化規律及證明

1、轉置後秩不變

2、r(a)<=min(m,n),a是m*n型矩陣

3、r(ka)=r(a),k不等於0

4、r(a)=0 <=> a=0

5、r(a+b)<=r(a)+r(b)

6、r(ab)<=min(r(a),r(b))

7、r(a)+r(b)-n<=r(ab)

證明:ab與n階單位矩陣en構造分塊矩陣

|ab o|

|o en|

a分乘下面兩塊矩陣加到上面兩塊矩陣,有

|ab a|

|0 en|

右邊兩塊矩陣分乘-b加到左邊兩塊矩陣,有

|0 a |

|-b en|

所以,r(ab)+n=r(第一個矩陣)=r(最後一個矩陣)>=r(a)+r(b)

即r(a)+r(b)-n<=r(ab)

注:這裡的n指的是a的列數。這裡假定a是m×n matrix。

特別的:a:m*n,b:n*s,ab=0 -> r(a)+r(b)<=n

8、p,q為可逆矩陣, 則 r(pa)=r(a)=r(aq)=r(paq)

6樓:東風冷雪

矩陣有特徵值必須是方陣

矩陣的秩是最高階非0子式。

n階矩陣必定有n個特徵值,(特徵值可能是虛數)對於n階實對稱矩陣,不同特徵值的高數和矩陣的秩相等

7樓:perment之歌

最後一句應該改為:對於實對稱矩陣或可相似對角化的矩陣,其秩就是非零特徵值的個數

ax=0,a為m*n矩陣,m大於n,假設它的秩為n,那列向量線性無關,行向量也線性無關嗎,怎麼證明

8樓:匿名使用者

你好!m>n時,行向量一定線性相關。因為行向量的個數是m,維數是n,向量個數大於維數時一定線性相關。經濟數學團隊幫你解答,請及時採納。謝謝!

設a是m*n矩陣,a的秩為r(<n),則齊次線性方程ax=0的一個基礎解系中含有解的個數為___。

9樓:匿名使用者

因為bai r(a)=r

所以 ax=0 的基礎解系含du n-r 個解向量.

對ax=0 的任一zhi個解向量,都可由它dao的任意n-r個線性無關的解版向量線性表示

(否則這

權 n-r+1個解線性無關,與a的基礎解系含n-r個向量矛盾)所以 它的任意n-r個線性無關的解向量線性表示

矩陣的秩與線性無關特徵向量的個數的關係是什麼?謝謝!

10樓:一生一個乖雨飛

a的屬於特徵值λ的線性無關的特徵向量的個數是 齊次線性方程組 (a-λe)x=0 的基礎解系所含向量的個數 ,即 n-r(a-λe),r(a) 的取值,只能決定0是否特徵值。

擴充套件資料:

矩陣的秩變化規律

(1)轉置後秩不變

(2)r(a)<=min(m,n),a是m*n型矩陣

(3)r(ka)=r(a),k不等於0

(4)r(a)=0 <=> a=0

(5)r(a+b)<=r(a)+r(b)

(6)r(ab)<=min(r(a),r(b))

(7)r(a)+r(b)-n<=r(ab)

證明:ab與n階單位矩陣en構造分塊矩陣

|ab o|

|o en|

a分乘下面兩塊矩陣加到上面兩塊矩陣,有

|ab a|

|0 en|

右邊兩塊矩陣分乘-b加到左邊兩塊矩陣,有

|0 a |

|-b en|

所以,r(ab)+n=r(第一個矩陣)=r(最後一個矩陣)>=r(a)+r(b)

即r(a)+r(b)-n<=r(ab)

注:這裡的n指的是a的列數。這裡假定a是m×n matrix。

特別的:a:m*n,b:n*s,ab=0 -> r(a)+r(b)<=n

(8)p,q為可逆矩陣, 則 r(pa)=r(a)=r(aq)=r(paq)

11樓:手機使用者

n個線性無關特徵向量是相似於對角陣的充分必要條件,與秩沒有必然關係,圖中即是例子。經濟數學團隊幫你解答,請及**價。謝謝!

關於線性代數問題。m個n維行向量,當n小於m時,是否線性相關,我想問的是行向量。。。

12樓:

不管是行向量還是列向量,當向量組中向量的維數小於向量的個數時,向量組一定線性相關。所以,

m個n維行向量,當n小於m時,是否線性相關? 一定線性相關!

因為這m個行向量構成一個m×n矩陣,它的秩≤n<m,向量組的秩小於向量的個數,所以向量組線性相關。如果要考慮齊次線性方程組,形式是xa=0,如果不習慣,可以轉置後變成a'x=0,方程個數小於未知量個數,方程組有非零解。

問題討論 矩陣的行、列向量組線性相關性之間的等價關係

13樓:紫濤雲帆

① 若m>n,則a的行向量組線性相關,但a的列向量組未必線性相關,條件取決於a的秩是否小於n,若r(a)<n,則a的列向量組線性相關,若r(a)=n,則a的列向量組線性無關,請看下面的例子:

1 2

1 2

1 2

這是一個3×2矩陣a,r(a)=1<2,它的行向量組線性相關,列向量組也線性相關,再看:

1 2

1 2

1 3

這是一個3×2矩陣a,r(a)=2,它的行向量組線性相關,列向量組線性無關!

② 若m≤n,則當a的行向量組線性相關時,它的列向量組必然也是線性相關的。

證明:a的行向量組線性相關

→ r(a)<m,又m≤n

→ r(a)<n

→ a的列向量組線性相關

所謂當a為n階方陣時,即m=n時,適用②的結論:當a的行向量組線性相關時,它的列向量組必然也是線性相關的!

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