Wie kann man den Rang einer Matrix bestimmen?

Wie kann man den Rang einer Matrix bestimmen?

Rang einer Matrix bestimmen Bringe die Matrix mit dem Gauß-Algorithmus in Zeilenstufenform . Die Anzahl der Zeilen, die in Zeilenstufenform keine Nullzeilen sind, ist der Rang der Matrix.

Was stellt eine Matrix dar?

In der Mathematik versteht man unter einer Matrix (Plural Matrizen) eine rechteckige Anordnung (Tabelle) von Elementen (meist mathematischer Objekte, etwa Zahlen). Mit diesen Objekten lässt sich dann in bestimmter Weise rechnen, indem man Matrizen addiert oder miteinander multipliziert.

Wann ist die Matrix singulär?

Definition Eine n-reihige, quadratische Matrix A heisst regulär, wenn ihre Determinante einen von Null verschiedenen Wert besitzt. Anderenfalls heisst sie singulär. Man beachte: Die Begriffe “ Reguläre Matrix ” und “ Singuläre Matrix ” sind nur für quadratische Matrizen definiert.

Wann ist eine Matrix invertierbar Rang?

Ist der Rang einer quadratischen Matrix gleich ihrer Zeilen- und Spaltenzahl, hat sie vollen Rang und ist regulär (invertierbar). Eine quadratische Matrix hat genau dann vollen Rang, wenn ihre Determinante von null verschieden ist bzw. keiner ihrer Eigenwerte null ist.

Welchen Rang kann eine Matrix maximal haben?

Wir hatten oben festgestellt, dass der Rang maximal so groß wie die Anzahl der Zeilen der Matrix sein kann. Wenn wir aber statt der Zeilen auch die Spalten betrachten können, dann heißt das, dass der Rang auch kleiner als die Anzahl der Spalten ist.

Was bedeutet es wenn die Determinante 0 ist?

Es gilt, dass die Determinante einer Matrix genau dann 0 ist, wenn ihr Rang kleiner n ist. Hat eine Matrix Determinante 0, so wissen wir aus dem vorigen Abschnitt, dass sie nicht vollen Rang hat. Dann ist sie auch nicht invertierbar! Ebenso gilt, hat eine Matrix Determinante ≠0, so ist sie invertierbar.

Was bedeutet eine singuläre Matrix?

Eine rechteckige Wertematrix (z. B. eine Matrix aus Quadratsummen und Kreuzprodukten) ist singulär, wenn die Elemente in einer Spalte (oder Zeile) der Matrix von Elementen einer oder mehrerer anderer Spalten (oder Zeilen) der Matrix linear abhängig sind.

Wie sieht eine Matrix in Zeilenstufenform aus?

Eine Matrix ist in Zeilenstufenform, falls gilt: Alle Nichtnullzeilen stehen oberhalb aller Nullzeilen. Ein Zeilenführer steht stets in einer Spalte rechts vom Zeilenführer der Zeile darüber. Alle Einträge unterhalb des Zeilenführers sind Null.

Wie stellt man eine Matrix auf?

Eine Matrix A wird mit einer reellen Zahl r (auch Skalar genannt) multipliziert, indem man jedes Element von A mit r multipliziert: r ⋅ ( 3 2 4 5 ) ⏟ A = ( 3 ⋅ r 2 ⋅ r 4 ⋅ r 5 ⋅ r ) .

Was ist der Kern einer Matrix?

Der Kern einer Matrix ist eine Menge von Vektoren. Genauer gesagt, handelt es sich dabei um all die Vektoren, welche von rechts an die Matrix multipliziert den Nullvektor ergeben. Also alle Vektoren, die von der betrachteten Matrix auf den Nullvektor abgebildet werden, liegen im sogenannten Kern der Matrix.

Was ist eine normierte Matrix?

Eine Matrix ist in normierter Zeilenstufenform, wenn zusätzlich (!) folgende Bedingungen erfüllt sind: Jeder Zeilenführer hat den Wert . Jeder Zeilenführer ist der einzige Eintrag in seiner Spalte, der nicht gleich Null ist.

Wann ist eine Matrix Injektiv?

Genau dann ist fA injektiv, wenn die Spalten von A linear unabhängig sind. Genau dann ist fA surjektiv, wenn die Spalten von A den Raum Km erzeugen. Genau dann ist fA bijektiv (also ein Isomorphismus, wenn die Spalten von A eine Basis bilden, also genau dann, wenn die Matrix A invertierbar ist.

Was sind die Elemente einer Matrix?

Die Elemente einer Matrix sind meist Zahlen. Es kommen aber auch z. B. Variablen und Funktionen infrage. Die Position eines Elementes – z. B. – wird mit einem Doppelindex gekennzeichnet: Dabei gibt der erste Index die Zeile und der zweite Index die Spalte an, in der das Element steht.

Was ist die Dimension einer Matrix?

Die Dimension einer Matrix (n × m) ist die definierende Eigenschaft. Wir werden sehen, dass die Dimension entscheidet, ob man Matrizen addieren oder multiplizieren (oder keines von beidem) kann. Es gilt zwar meist n ⋅ m aber ob unsere Matrix die Dimension (n × m) oder (m × n) hat, ist ein großer Unterschied.

Was ist der Aufbau von Matrizen?

Aufbau von Matrizen. Matrizen bestehen aus m Zeilen und n Spalten, weshalb sie auch (m,n)-Matrizen genannt werden. Die Dimension einer einzelnen Matrix (Matrizen ist nur der Plural vom Begriff „Matrix“) mit m Zeilen und n Spalten ist (m times n).

Wie funktioniert die Matrix?

Die Matrix hat die Dimension . Matrizen lassen sich addieren, subtrahieren und multiplizieren. Außerdem kann man Matrizen transponieren sowie invertieren. Wie das funktioniert und was man dabei beachten muss, erfährst du in den folgenden Kapiteln: