向量组的秩怎么求例子(向量组的秩怎么求)

导读 大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。向量组的秩怎么求例子,向量组的秩怎么求很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、为讨论...

大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。向量组的秩怎么求例子,向量组的秩怎么求很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、为讨论方便,设A为m阶方阵

2、证明:设方阵A的秩为n

3、因为任何矩阵都可以通过一系列初等变换,变成形如

4、1

5、…

6、…

7、1

8、…

9、…

10、…………………

11、…

12、1

13、…

14、…

15、…

16、…………………

17、…

18、…

19、的矩阵,称为矩阵的标准形(注:这不是二次型的对称矩阵提到的标准形)本题讨论的是方阵,就是可以通过一系列初等行变换的标准形为主对角线前若干个是1;其余的是若干个0

20、以及除对角线以外的元素都是0。设A的标准形为B

21、因为“m×m阶矩阵构成的数域P上的线性空间”与

22、“该线性空间上的全体线性变换在数域P上的线性空间”同构。所以研究得到线性空间的性质可以照搬到线性变换空间上应用,从同构的意义上说,他们是“无差别”的。(由于线性变换符号的字体不能单独以花体字体区别,所以用形如“线性变换A”,表示线性变换用形如“矩阵A”,表示线性变换的矩阵)

23、前面知识应该提到的内容:一系列初等矩阵的乘积是非退化的,初等变换不改变矩阵的秩,初等变换是可逆的所以矩阵B的秩(1的个数),就是矩阵A的秩,就是n

24、因为可逆且不改变秩,所以讨论矩阵B的情况,可以应用到矩阵A上。我们随即看到,如果线性变换B(或者说矩阵B)的秩是n,则线性变换B就是对线性空间的前n个基做恒等映射(因为基向量组没有秩序,我们取前n个不会有原则性的问题)后m-n个基做零变换,所构成的线性变换,线性变换B的特征多项式是(λ-1)^n

25、就可以快速找到n个线性无关的特征向量,这些特征向量直接取线性空间的前n个基就可以了。我们得到的结论是,线性变换B秩是多少,就一定找到有多少个线性无关的特征向量。因为一个特征向量只能属于一个特征值,所以有多少个线性无关的特征向量,就有多少个特征值(不管你的特征值是不是一样)这里有n个1,都是一样的(从特征多项式也知道有n个重根)因为非退化的线性替换不改变空间的维数,不改变矩阵的秩。

26、下面我们解释重根为什么按重数计算,对矩阵B做初等行变换,第i行乘以数域P上的数k≠1(当然,如果k=1纯属脱裤子放屁),我们的特征多项式变为(λ-1)^(n-1)*(λ-k),其它初等变换相应类推。

27、借用学物理的思维,一个变换莫测的关系中,寻找守恒量是什么?这个是有意义的。而做这样的非退化的线性变换变换,虽然特征值会随之改变,但是守恒量是一定能找到n个线性无关的特征向量,其个数就是矩阵B(线性变换B)的秩是不变的。这样我们就发现了守恒量,至于属于不同特征向量的特征值是否相等,纯属巧合,无意义。有多少个碰巧相等的都无所谓,有多少个相等(相当于特征多项式的几次方),就当然重复计算。

28、最后来一个问题的封闭,题目说的是方阵A

29、这个简单,将矩阵B做一系列初等行变换,虽然特征多项式改变了,线性变换改变了,特征多项式也变了,但是我们发现的守恒量n,是不变的。

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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