题目
在矩阵 A 中增加一列而得到矩阵 B,设 A、B 的秩分别为 r_1、r_2,则它们之间的关系必为 ():A. r_1 = r_2B. r_1 = r_2 - 1C. r_1 > r_2D. r_1 leq r_2
在矩阵 $A$ 中增加一列而得到矩阵 $B$,设 $A$、$B$ 的秩分别为 $r_1$、$r_2$,则它们之间的关系必为 ():
A. $r_1 = r_2$
B. $r_1 = r_2 - 1$
C. $r_1 > r_2$
D. $r_1 \leq r_2$
题目解答
答案
D. $r_1 \leq r_2$
解析
考查要点:本题主要考查矩阵秩的性质,特别是通过增加列操作后秩的变化规律。
解题核心思路:理解矩阵秩的本质是列(或行)空间的维度,新增一列可能保持或增大秩,但不会减小秩。
破题关键点:
- 矩阵秩的定义:秩是极大线性无关组的列向量个数。
- 新增列的影响:若新增列与原列线性无关,则秩加1;若线性相关,则秩不变。
- 必然性分析:无论新增列是否相关,原矩阵的秩都不会超过新矩阵的秩。
关键步骤分析:
- 原矩阵A的秩:设为$r_1$,表示A中有$r_1$个线性无关的列向量。
- 新增列的可能性:
- 情况1:新增列是A列向量的线性组合。此时B的列空间与A相同,故$r_2 = r_1$。
- 情况2:新增列与A的列线性无关。此时B的列空间维度增加1,故$r_2 = r_1 + 1$。
- 结论:无论哪种情况,均有$r_1 \leq r_2$,因此选项D必然成立。