V.3

Ранг матрицы

[8/100%]
Показать
LaTeX
Задача V.3.1

Дана матрица

A=∥123456789∥. A=\left\| \begin{array}{lll} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{array}\right\| .
?
(а)

Найдите ее ранг и какую-либо базисную подматрицу.

(б)

Найдите коэффициенты разложения небазисной строки по базисным строкам и небазисного столбца по базисным столбцам.

(в)

Прибавьте в матрице вторую строку к первой и убедитесь, что линейная зависимость между столбцами осталась прежней.

(г)

Сколько всего базисных подматриц в этой матрице?

Задача V.3.2

Квадратная матрица порядка nn имеет нулевую подматрицу порядка n−1n-1. Оцените ранг матрицы.

?
Задача V.3.3

Матрица AA порядка nn содержит нулевую подматрицу размеров m×km \times k, причем m+k>nm+k>n. Докажите, что AA вырождена.

?
Задача V.3.4
?
(а)

При помощи элементарных преобразований строк приведите к упрощенному виду матрицу

∥123453456756789∥. \left\| \begin{array}{lllll} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 3 & 4 & 5 & 6 & 7 \\ 5 & 6 & 7 & 8 & 9 \end{array}\right\| .
(б)

Разложите пятый столбец этой матрицы по первому и второму столбцам.

Задача V.3.5

Пусть AA — матрица с элементами aij,i=1,…,ma_{i j}, i=1, \ldots , m; j=1,…,nj=1, \ldots , n и Rg⁡A=1\operatorname {Rg} A=1. Докажите, что найдутся ненулевой столбец a=∥α1,…,αm∥\mathbf{a}=\left\| \alpha_{1}, \ldots , \alpha_{m}\right\| и ненулевая строка b=∥β1,…,βn∥\mathbf{b}=\left\| \beta_{1}, \ldots , \beta_{n}\right\|, такие что aij=αiβja_{i j}=\alpha_{i} \beta_{j} для всех ii и jj.

?
Задача V.3.6

BB матрице ранга rr отмечены rr линейно независимых строк и rr линейно независимых столбцов. Докажите, что на их пересечении стоит минор, отличный от нуля. Покажите на примере, что утверждение неверно, если число отмеченных строк меньше rr.

?
Задача V.3.7

Докажите, что для любых матриц, AA и BB одинаковых размеров ранг суммы не больше суммы рангов.

?
Задача V.3.8

Пусть столбцы матрицы AA размеров m×nm \times n линейно независимы и определено произведение ABA B. Докажите, что Rg⁡AB=Rg⁡B\operatorname {Rg} A B=\operatorname {Rg} B.

?