线性无关、基与秩

秩(rank)

一个矩阵的秩,是它的列中真正独立的有几条,也就是把那些只是别人组合的列丢掉之后,还剩多少条指向真正全新方向的列。出人意料的是,改成数独立的行,你会得到完全相同的数,所以一个矩阵只有一个秩。

换个说法,秩是列空间的维数:当矩阵作用在向量上时,它真正能触及多少个实在的方向。一个写成三列的 3x3 矩阵看起来像是三维的,但若其中一列是另外两列之和,它的秩就只有 2,会悄悄把空间压扁到一个平面上。

秩衡量的是矩阵真正的工作能力。满秩意味着它毫不浪费;秩偏低则意味着某些方向已经塌缩,信息丢失了。

A = [[1,2,3],[2,4,6]] -> row2 = 2*row1 -> rank = 1

两行指向同一方向,所以只剩一个独立方向:秩为 1。

独立的列数和独立的行数总是相等,这正是用行化简来读出秩是公平做法的原因。

又称
matrix rank矩阵的秩矩陣的秩rank of a matrix