Rang (lineaire algebra): verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting
Madyno (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 16:
Een niet direct voor de hand liggende eigenschap is dat de kolommenrang en de rijenrang aan elkaar gelijk zijn. Die gemeenschappelijke waarde heet de '''rang''' van de matrix.
 
WeMen kunnenkan dandus ook zeggen: dat de rang van een matrix is het maximaalmaximale aantal [[lineaire onafhankelijkheid|lineair onafhankelijke]] rijen of kolommen van een matrix is, of ook het aantal niet-nul rijen datongelijk aan de nulrij die overblijftoverblijven in de rij-[[echelonvorm]] van de matrix.
 
==Reguliere matrix==
Regel 23:
In de praktijk is dit te controleren door de [[Gauss-eliminatie|matrix te vegen]] of door de [[determinant]] te bepalen. De matrix is precies dan regulier als deze geveegde matrix equivalent is met de eenheidsmatrix of als de determinant verschillend is van nul, en dus singulier in het andere geval.
 
Bij een reguliere oplossing snijden drie vlakken elkaar in een punt. Het gedeelte waar twee van de vlakken elkaar snijden vormt een lijn. Deze lijn staat schuin of loodrecht op het derde vlak en ergens is er een punt, ofwel 3D coördinaat, waarwaarin ze elkaar snijden.
 
Bij een singuliere oplossing loopt het derde vlak evenwijdig aan de lijn die gevormd wordt door het snijden van de twee andere vlakken. Het kan nu zijn dat deze lijn precies in het derde vlak loopt: de oplossing is geen punt maar een lijn, ofwel een 3Driedimensionale (steun- en richtings)vector. Het kan ook zijn dat het derde vlak overal op dezelfde afstand van de lijn ligt: ze snijden elkaar nooit dus er is geen oplossing.
 
==Voorbeeld==
Stel dat de matrix ''<math>A''</math> gegeven wordt door:
 
:<math>A=\begin{bmatrix}4&-1&0\\2&1&5\\-2&-2&0\end{bmatrix}</math>.
 
De kolom (0,5,0) is een van de basisvectoren van de door de kolommen opgespannen ruimte.
Van de beide andere kolommen trekken we de component in de richting van (0,5,0) af. Zo blijven: (4,0,-2) en (-1,0,-2) over. Dit zijn geen veelvouden van elkaar, dus spannen ze samen met (0,5,0) 3 dimensies op. De rang van ''<math>A''</math> is dus 3.
 
De hierboven gevolgde redenering kan gesystematiseerd worden, en is dan analoog aan het bepalen van de echelonvorm (ook wel de standaardvorm genaamd). De echelonvorm van ''<math>A''</math> is:
 
:<math>\begin{bmatrix}1&-1/4&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}.</math>
 
Het aantal niet-nulrijen is 3, dus de rang van matrix ''<math>A''</math> is 3.
 
 
Wordt de matrix echter gegeven door
:<math>A=\begin{bmatrix}4&-1&1\\2&-3&1\\-2&-2&0\end{bmatrix}.</math>
 
dan vertoont de echelonvorm van de matrix
 
:<math>\begin{bmatrix}4&-1&1\\0&-5/2&1/2\\0&0&0\end{bmatrix}.</math>
 
een nulrij, de rang van deze matrix is dan ook slechts 2 (merk op dat de middelste rij de som is van de bovenste en onderste): de rijen (en kolommen) zijn lineair afhankelijk.