DamiRocK

Ранг и ядро: две свободные переменные в системе с тремя столбцами

Найдите ранг и базис ядра матрицы с рядами (1,2,3) и (2,4,6).

Условие

Найдите ранг и базис ядра матрицы с рядами (1,2,3) и (2,4,6).

Решение по шагам

Вторая строка вдвое больше первой, а первая ненулевая, поэтому ранг равен 1. Условие Av=0 сводится к x+2y+3z=0. Полагаем y=s, z=t и получаем x=−2s−3t.

Любой вектор ядра равен s(−2,1,0)+t(−3,0,1). Эти два вектора независимы: их вторые и третьи координаты отдельно задают коэффициенты. Значит они образуют базис ядра.

Проверка результата

Умножение A на каждый базисный вектор даёт ноль. Размерность ядра 2 и ранг 1 складываются в число столбцов 3.

Типичная ошибка

Число строк не равно рангу автоматически. Также недостаточно найти два вектора ядра: нужно доказать, что они независимы и порождают все решения.

Что даёт этот метод

Теорема о ранге и дефекте связывает число независимых ограничений с размерностью множества решений однородной системы.

Дальше по теме

Линейная алгебра: другие задачи и разборы.

Учебное условие и объяснение сформулированы редакцией damirock.com. Это самостоятельный разбор, а не официальный билет или ключ экзамена. Числа относятся к модели задачи.

Reading preferences

Appearance
Contrast
More options

Saved only in this browser. Your device’s reduced-motion setting is always respected. Browser zoom works throughout the site.