Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Valaki letudná nekem írni a vektorrendszerek rangját?

309
v1=(8,1,0) v2=(3,0,0) v3=(5,1,6)
v1=(1,1,1) v2=(2,6,3) v3=(1,1,0)
v1=(1,0,2) v2=(2,0,0) v3=(0,1,0)
Ha nem lenne nagy kérés magyarázatot is kérhetek mindegyikhez?
Illetve egy mátrix rangját hogy számoljuk ki, azt is leírná valaki?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

2
A mátrix rangja azt jelenti, hogy hány lineárisan független sora (vagy oszlopa) van. A gyakorlatban úgy tudod meghatározni, hogy Gauss-eliminációval lépcsős alakra hozod, és a mátrix rangja a nemnulla sorok száma lesz.

Nézzük az első vektorrendszert. A három vektort be kell írni egy mátrixba. Hogy sor- vagy oszlopvektorokként írod be őket, az mindegy, hiszen a mátrix sorrangja és oszloprangja megegyezik.

`[[8,1,0],[3,0,0],[5,1,6]]`

Vonjuk ki a harmadik sort az elsőből:

`[[3,0,-6],[3,0,0],[5,1,6]]`

Vonjuk ki a második sort az elsőből:

`[[0,0,-6],[3,0,0],[5,1,6]]`

Vonjuk ki a második sor `5/3`-át a harmadikból:

`[[0,0,-6],[3,0,0],[0,1,6]]`

A sorok átrendezése után kész a lépcsős alak:

`[[3,0,0],[0,1,6],[0,0,-6]]`

Ha akarjuk, még hozzáadhatjuk a harmadik sort a másodikhoz és leoszthatunk minden sort a főelemmel, így a redukált lépcsős alakot kapjuk meg, ami most egységmátrix lesz. De nem muszáj, már most látszik, hogy nem tudunk egész sorokat eltüntetni, a vektorrendszer tehát teljes rangú (rangja 3). Ez azt jelenti, hogy `v_1`, `v_2` és `v_3` kifeszítik a háromdimenziós teret, vagyis nincs közöttük olyan, ami kifejezhető a másik kettő lineáris kombinációjaként.

A másik két vektorrendszer rangja is három, a kiszámolást rád bízom.
1

Nézzük az alábbi vektorrendszert:
`v_1=[[5,1,1,0,5]]`
`v_2=[[1,0,0,3,6]]`
`v_3=[[2,1,-2,-1,0]]`

Írjuk be őket egy mátrixba, mondjuk sorvektorokként:
`[[5,1,1,0,5],[1,0,0,3,6],[2,1,-2,-1,0]]`

Vonjuk ki a második sor ötszörösét az első sorból, és a második sor kétszeresét a harmadik sorból:
`[[0,1,1,-15,-25],[1,0,0,3,6],[0,1,-2,-7,-12]]`

Vonjuk ki az első sort a harmadikból:
`[[0,1,1,-15,-25],[1,0,0,3,6],[0,0,-3,8,13]]`

Az első két sor felcserélése után előállt a lépcsős alak:
`[[1,0,0,3,6],[0,1,1,-15,-25],[0,0,-3,8,13]]`

Megállhatunk itt is, de gyakorlásképpen állítsuk elő a redukált sorlépcsős alakot. Ehhez először normáljuk le az utolsó sort, hogy a főelem 1 legyen:
`[[1,0,0,3,6],[0,1,1,-15,-25],[0,0,1,-8/3,-13/3]]`

Aztán vonjuk ki a harmadik sort a másodikból, és ezzel előállt az egységmátrix az elején:
`[[1,0,0,3,6],[0,1,0,-37/3,-62/3],[0,0,1,-8/3,-13/3]]`

Készen vagyunk, nem kaptunk nulla sorokat, a mátrix (és a vektorrendszer) rangja tehát 3. Ezt egyébként online is tudod ellenőrizni:
https://www.wolframalpha.com/input/?i=rref(%5B%5B5,1,1,0,5%5D,%5B1,0,0,3,6%5D,%5B2,1,-2,-1,0%5D%5D)

Meg persze közvetlenül a rangot is:
https://www.wolframalpha.com/input/?i=rank(%5B%5B5,1,1,0,5%5D,%5B1,0,0,3,6%5D,%5B2,1,-2,-1,0%5D%5D)
1