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¿Qué es el rango de una matriz?
Hay varias definiciones equivalentes de lo que es el rango de una matriz. Al rango de una matriz de dimensión lo denotamos como , o, en inglés, .
Dimensión del espacio columna o espacio fila
Quizá lo más común en ingeniería es definir el rango como el número de filas (o columnas) linealmente independientes, esto debido a que es fácil obtener las filas linealmente independientes de una matriz utilizando el método de Gauss o el método de Gauss-Jordan.
Ejemplo:
Consideremos la matriz dada por
Notemos que la primer fila, , y la segunda, , son linealmente independientes, ya que
sin embargo, la primer fila y la tercer fila, , son linealmente independientes, esto ta que . Por lo tanto, tenemos dos filas linealmenteindependiente de las tres que constituyen la matriz. Dicho lo anterior, el rango de es .
Nota. Puedes visitar este artículo para aprender el método de Gauss.
Ejemplo:
Ahora aplicaremos el método de Gauss para obtener el rango de la matriz del ejemplo anterior.
Aplicando el método de Gauss tenemos que
Al finalizar nuestro proceso tenemos que nuestra matriz resultante es
Como terminamos con dos filas no nulas, tenemos que el rango es .
Rango por determinantes
Podemos definir el rango de una matriz como el orden de la mayor submatriz cuadrada no nula de nuestra matriz . Utilizando esta definición se puede calcular el rango usando determinantes, sin embargo, no es un método muy recomendable dado que puede llegar a ser demasiado tardado y, dependiendo la dimensión de la matriz, incluso complicado el cálculo de algunos determinantes.
Nota. Puedes visitar este artículo para aprender el método por determinantes.
Ejemplo:
Consideremos la siguiente matriz
Procedamos con los pasos:
1 Suprimimos la tercera columna porque es combinación lineal de las dos primeras,
2 Comprobamos si tiene rango mayor o igual que uno, para ello se tiene que cumplir que al menos un elemento de la matriz no sea cero y por tanto su determinante no será nulo. Notemos que, al ser la matriz no nula, tenemos que
.
Por lo tanto su rango es igual o mayor que uno.
3 Tendrá rango mayor o igual que dos si existe alguna submatriz cuadrada de orden 2, tal que su determinante no sea nulo. Notemos que
4 Tendrá rango mayor o igual que tres si existe alguna submatriz cuadrada de orden 3, tal que su determinante no sea nulo. En este caso, calculando los determinantes de todas las submatrices de dimensión 3, tenemos que
Como todos los determinantes de las submatrices son nulos, tienen rango menor que tres, por tanto .
Dimensión del espacio imagen
Esta definición de rango de una matriz es un poco más matemática y complicada de comprender, sin embargo, no está mal tenerla como dato. Aquí necesitamos tener noción del concepto de aplicaciones lineales. Esto ya que, por teoría de álgebra lineal, dada una matriz , existe una única aplicación lineal asociada,
,
definida como
,
entonces, el rango de es la dimensión de la imagen de
(como espacio vectorial).
No es necesario dominar esta definición ya que solo suele utilizarse en matemáticas puras o física, sin embargo, podemos tenerla como dato general.
Apuntes es una plataforma dirigida al estudio y la práctica de las matemáticas a través de la teoría y ejercicios interactivos que ponemos a vuestra disposición. Esta información está disponible para todo aquel/aquella que quiera profundizar en el aprendizaje de esta ciencia. Será un placer ayudaros en caso de que tengáis dudas frente algún problema, sin embargo, no realizamos un ejercicio que nos presentéis de 0 sin que hayáis si quiera intentado resolverlo. Ánimo, todo esfuerzo tiene su recompensa.
Funcion inversa de
b=f(x)=x-7/3
Hola, en ecuaciones matriciales, en el ejercicio 4, los valores de B y de C están intercambiados en la solución
Ya lo revise y no veo lo que mencionas. La matriz C solo se usa para la multiplicación con la suma de la inversa de A y B.
Buenas, parece haber un error en el ejercicio 3 , de AX=B: A=[1 3][1 4] y B=[1 -1][3 1], porque la respuesta que ustedes dan es: X=[1 -5][0 4], y a mi me da: X=[-5 -7][2 2], no se si es error mío o suyo, ya que lo confirmé con calculadora externa y mi respuesta está bien.
𝐴 =
[2 −1
3 1]
Una disculpa ya se corrigió.
8(3 * 7) matrix ]-\ (3*(4*-12)\ +16*(2-978
Cuales son los pasos para resolver una ecuacion x matrices y escribe sus fórmulas
2x-z=14
4x+y-z=41
3x-y+5x=53