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数学
题目

矩阵经过初等变换后其秩数不变.A. 对B. 错

矩阵经过初等变换后其秩数不变.

A. 对

B. 错

题目解答

答案

A. 对

解析

考查要点:本题主要考查矩阵初等变换对矩阵秩的影响,属于线性代数中的基础概念题。

解题核心思路:
矩阵的秩是矩阵中非零子式的最高阶数,或等价地,矩阵行空间和列空间的最大维数。初等变换(行变换和列变换)的本质是保持矩阵的秩不变,因为它们对应于可逆的行或列操作,不会改变矩阵的行空间或列空间的维数。

破题关键点:

  1. 初等变换的可逆性:初等变换可以通过初等矩阵实现,而初等矩阵均为可逆矩阵。
  2. 秩的不变性:可逆矩阵的乘法不会改变原矩阵的秩,因此初等变换不改变矩阵的秩。

矩阵的秩是矩阵中最大线性无关行(或列)的数量。初等变换包括以下三种类型:

  1. 交换两行(或两列)
  2. 用非零常数乘某一行(或某一列)
  3. 将某一行(或某一列)的倍数加到另一行(或另一列)

关键结论:

  • 初等变换是可逆的,例如交换两行后,再次交换即可恢复原矩阵。
  • 初等变换不改变矩阵的秩,因为它们本质上是保持行(或列)空间线性相关性结构的操作。例如:
    • 交换两行不会改变行向量的线性相关性。
    • 用非零常数乘某一行不会改变该行是否为零向量,也不会改变行向量之间的线性组合关系。
    • 将某一行的倍数加到另一行,相当于对行向量进行线性组合,但行空间的维数不变。

因此,矩阵经过初等变换后,其秩数保持不变,题目中的说法正确。

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