题目
设A=} 1 & 2 & 3 2 & 3 & 1 3 & 1 & 2 ,则A的秩r(A)=()。A. 0B. 3C. 2D. 1
设$A=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 3 & 1 \\ 3 & 1 & 2 \end{pmatrix}$,则A的秩$r(A)=$()。
A. 0
B. 3
C. 2
D. 1
题目解答
答案
B. 3
解析
本题考查矩阵秩的计算,解题思路是通过对矩阵进行初等行变换将其化为行阶梯形矩阵,行阶梯形矩阵中非零行的行数即为原矩阵的秩。
下面对矩阵$A=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 3 & 1 \\ 3 & 1 & 2 \end{pmatrix}$进行初等行变换:
- 第一步:将第一行乘以$-2$加到第二行,将第一行乘以$-3$加到第三行
根据矩阵初等行变换规则$r_i + k r_j$(表示第$i$行加上第$j$行的$k$倍),可得:
$A=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 & 3 & 1 \\ 3 & 1 & 2 \end{pmatrix}\xrightarrow{r_2 - 2r_1}\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 2 - 2\times1 & 3 - 2\times2 & 1 - 2\times3 \\ 3 & 1 & 2 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 3 & 1 & 2 \end{pmatrix}\xrightarrow{r_3 - 3r_1}\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 3 - 3\times1 & 1 - 3\times2 & 2 - 3\times3 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 0 & -5 & -7 \end{pmatrix}$ - 第二步:将第二行乘以$-5$加到第三行
$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 0 & -5 & -7 \end{pmatrix}\xrightarrow{r_3 - 5r_2}\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 0 - 5\times0 & -5 - 5\times(-1) & -7 - 5\times(-5) \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 0 & 0 & 18 \end{pmatrix}$
此时得到的矩阵$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & -1 & -5 \\ 0 & 0 & 18 \end{pmatrix}$是行阶梯形矩阵,它有$3$个非零行,所以矩阵$A$的秩$r(A)=3$。