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矩阵的维数怎么算

原创2025-06-21 00:12:44

矩阵的维数通常指的是矩阵的秩,它表示矩阵中线性无关的行或列的最大数目。对于一个m×n的矩阵A,其秩记作rA或rankA。

计算矩阵的秩

定义 :矩阵A的秩是其所有非零子式的最大阶数。

计算方法

手动计算:

通过高斯消元法将矩阵转换为行阶梯形式,非零行的数量即为矩阵的秩。

使用软件:如MATLAB中,可以使用`rank`函数直接计算矩阵的秩。

示例

假设有一个3×3的矩阵A:

```

A = [1 2 3;

4 5 6;

7 8 9]

```

使用MATLAB计算其秩:

```matlab

>> rank(A)

ans =

1

```

矩阵A的秩为1,因为它只有一行是线性无关的。

矩阵的维数与向量空间的关系

向量空间的维数:对应矩阵的秩,表示向量空间中线性无关向量的最大数目。

:向量空间的基是该空间的一组线性无关的向量,基的个数等于向量空间的维数。

对称矩阵的维数

对于一个n阶对称矩阵,其维数可以通过主对角线元素和主对角线上方元素的数量来确定。

具体地,n阶对称矩阵的维数是`(n^2 - n) / 2 + n`。

零空间的维数

零空间是齐次线性方程组Ax=0的解集,其维数是`n - r(A)`,其中n是矩阵A的列数,r(A)是A的秩。

希望这些信息能帮助你理解矩阵的维数如何计算。

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