JOVANA
Library Glossary Getting Started Three Levels Fields How it works Mission
Join the mission
All guides

秩:矩陣的真實大小

秩數出矩陣裡真正獨立的方向。意外之處:獨立的直行和獨立的橫列數目總是一致,而且你可以直接從主元讀出這個數。

秩衡量什麼

矩陣的 是它擁有的 無關 直行的個數——等價地,是它 行空間(這些直行的張成)的 維數。它告訴你矩陣能產生多少個真正不同的方向。一個矩陣可以很大,但若它的直行暗中彼此重複,秩就很小。

數主元

你不靠猜來算秩。做 消元列階梯形,然後數主元——每個台階上首個非零元素,一階一個。主元的個數就是秩。每個主元直行是一個無關方向;每個無主元直行都由它前面的直行拼出來。

A = [[1, 2, 3],
     [2, 4, 8],
     [1, 2, 5]]

elimination ->
    [[1, 2, 3],
     [0, 0, 2],
     [0, 0, 0]]

pivots in columns 1 and 3 -> 2 pivots
rank(A) = 2
(column 2 = 2 * column 1, so it is wasted)
消元後剩兩個主元,所以秩是 2,儘管 A 是 3x3。

滿秩與秩虧

對 m 列 n 行的矩陣,秩至多是 min(m, n)。達到這個上限時矩陣滿秩;低於上限則秩虧,意味著某些橫列或直行冗餘。對方陣而言,滿秩恰好就是可逆的條件。