定义1 在m×n矩阵A=(aij)m×n中,任取k行k列(1≤k≤m,1≤k≤n),位于这些行列交叉处的k2个元素,不改变它们在A中所处的位置次序而得到的k阶行列式,称为矩阵A的k阶子式.
注:m×n矩阵A的k阶子式共有个.
取1、2行和1、3列相交处的元素组成A的一个2阶子式
设A为m×n矩阵,由定义1知,当A=O时,它的任何子式都为零;当A≠O时,它至少有一个元素不为零,即它至少有一个1阶子式不为零.这时再考察2阶子式,若A中有2阶子式不为零,则往下考察3阶子式,如此进行下去,最后必达到A中有r阶子式不为零,而再没有比r更高阶的不为零的子式.这个不为零的子式的最高阶数r反映了矩阵A内在的重要特征,在矩阵的理论与应用中都有重要意义.
A中有2阶子式,但它的任何3阶子式都为零,即A不为零的子式的最高阶数r=2.
定义2 设矩阵A为m×n矩阵,如果A中不为零的子式的最高阶数为r,即存在r阶子式不为零,而任何r+1阶子式都为零,则称r为矩阵A的秩,记作r(A)=r.零矩阵的秩规定为0.
上例中,,则有r(A)=2.
由矩阵秩的定义与行列式的性质易知,矩阵的秩具有如下性质.
(1)在A中当所有r+1阶子式全等于0时,所有高于r+1阶子式也全等于0,因此把r阶非零子式称为A的最高阶非零子式,而A的秩r(A)就是A的非零子式的最高阶数.
(2)若矩阵A中有某个s阶子式不等于0,则r(A)≥s;若矩阵A中所有t阶子式全等于0,则r(A)<t.
(3).
(4)r(A)=r(AT),r(λA)=r(A)(λ≠0).(www.xing528.com)
(5)对于n阶矩阵A,由于n阶子式只有一个|A|,若|A|≠0时,r(A)=n;若|A|=0时,r(A)<n.所以可逆矩阵(非奇异矩阵)又叫满秩矩阵,不可逆矩阵(奇异矩阵)又叫降秩矩阵.
例1 求下列矩阵的秩:
解 (1)因为 |A|=6≠0,
所以A的不为零的子式的最高阶数是3,所以
r(A)=3.
(2)先考察矩阵B的四个3阶子式
然而存在2阶子式
所以 r(B)=2.
(3)因为C为3×5矩阵,所以其子式最高只能为3阶,而1、2、4列所构成的3阶子式
所以 r(C)=3.
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。