上面最后一個矩陣稱為行階梯形,它的特點是每個階梯只有一行。繼續施行初等行變換,可把它化成行最簡形:
上面最后一個矩陣稱為行最簡形,它的特點是行階梯形中非零行的第一個非零元素為1,且含這些元素的列的其他元素都是零。再施行初等列變換,可把它變為標準形:
上面最后一個矩陣稱為標準形,它的特點是:左上角是一個單位矩陣,其余元素都是零。
把矩陣化為行階梯形和行最簡形,是矩陣求秩和解線性方程組的有效手段。矩陣的許多運算都可以通過初等變換來實現。
3 .用初等變換求逆陣
當方陣 a 可逆時,
a 可經初等行變換變為 e ,因此對n ×2n矩陣( a | e )施行行變換,當把 a 化為 e 時, e 就化為 a-1。
(五)矩陣的秩
定義在矩陣 a 中任取 k
行 k 列,這些行列交叉處的元素按它們在 a 中的排列所構成的行列式,稱為矩陣 a 的 k 階子式。
m ×n矩陣共有ckmckn個 k 階子式。
定義如果在矩陣 a 中有一個
r 階非零子式 dr ,而所有 r + 1 階子式全等于 0 ,那么 dr 稱為矩陣 a 的最高階非零子式,數,稱為 a 的秩,記作 r ( a )。零矩陣沒有非零子式,規定零矩陣的秩為 0。
定理若 a ~ b ,則 r ( a ) = r ( b )。
這一定理說明初等變換不改變矩陣的秩,因此,當把矩陣變為行階梯形,即可看出矩陣的秩,因為行階梯形的秩就等于非零行的行數。由此還可知,若 r ( a ) = r ,則 a 的標準形左上角為 r 階單位陣,矩陣的標準形由其行數 m 、列數n及秩 r 所完全確定。