Rango de una matriz
El rango de una matriz es la cantidad de filas que aportan información nueva, o sea que no son combinación lineal de las otras.
La forma práctica de calcularlo es aplicar el método de Gauss hasta llegar a una matriz escalonada, y contar cuántas filas quedaron sin anularse.
Las operaciones elementales no cambian el rango, y por eso el método funciona: se simplifica la matriz sin alterar lo que se quiere medir.
El rango de filas siempre coincide con el rango de columnas, aunque no sea evidente. Es uno de los resultados más elegantes del tema.
El rango nunca puede superar al menor entre la cantidad de filas y la de columnas. Cuando alcanza ese máximo, se dice que la matriz tiene rango completo.
Para matrices cuadradas hay una equivalencia clave: el rango es completo si y solo si el determinante no es cero, si y solo si la matriz es inversible. Son tres formas de decir lo mismo.
Cuando el ejercicio pide el rango, o cuando hay que clasificar un sistema con Rouché-Frobenius. Escaloná con Gauss y contá las filas no nulas.
Hallar el rango de .
Escalonamos. A la segunda fila le restamos dos veces la primera: .
Contamos las filas no nulas. Queda , con una sola fila distinta de cero.
Concluimos. El rango es . Como la matriz es cuadrada y el rango no es completo, su determinante tiene que dar cero, y efectivamente .
Respuesta:
Hallar el rango de .
Escalonamos con dos operaciones. A la segunda le restamos dos veces la primera y a la tercera le restamos la primera.
Miramos el resultado. Queda : la segunda fila se anuló entera.
Contamos. Hay dos filas distintas de cero, así que el rango es . La matriz tiene tres filas pero solo dos aportan.
Respuesta:
Contar las filas de la matriz original. El rango se cuenta recién después de escalonar: hasta que no se anulan las filas repetidas no se sabe cuántas aportaban de verdad.
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