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Über den Matrix-Rang-Rechner
Dies ist ein kostenloser Online-Matrix-Rang-Rechner mit vollständiger, detaillierter, schrittweiser Beschreibung der Lösungen, die Operationen mit Matrizen bis zu einer Größe von 99x99 mit Matrixelementen der folgenden Typen durchführt: Dezimalzahlen, Brüche, komplexe Zahlen, Variablen.
Um die Berechnung zu starten, müssen Sie zunächst die Größe der Matrix in das Eingabefeld eingeben, das Sie ganz oben auf dem Bildschirm finden können. Dort können Sie auch die gewünschte Berechnungsmethode auswählen.
Etwas weiter unten finden Sie ein Matrixfenster, in das Sie die Matrixelemente mit der Tastatur eingeben müssen. Hier befindet sich auch das Matrix-Kontrollfeld, das die Arbeit mit Matrizen vereinfacht und die folgenden Steuerelemente enthält:
- Das erste Element ermöglicht es Ihnen, das Matrixfenster zu vergrößern. Dies kann besonders nützlich sein, wenn Sie Berechnungen mit sehr großen Matrizen durchführen müssen, die nicht vollständig in das Fenster passen. Wenn die Matrix auch nach dem Vergrößern des Fensters nicht vollständig sichtbar ist, können Sie die Skalierung der Matrix mit den Tasten + / - ändern.
- Das zweite Element übernimmt die Funktion, die Matrixeingabe in den Zwischenspeicher zu kopieren. Dies kann nützlich sein, wenn Sie häufig die gleiche Matrix für Berechnungen verwenden oder wenn Sie Matrizen zwischen verschiedenen Operationen verschieben müssen.
- Und das letzte Element fügt die zuvor kopierte Matrix ein, was den Eingabeprozess der Matrix auf wenige Klicks beschleunigt, anstatt sie manuell einzugeben.
Noch weiter unten finden Sie eine Symbolleiste, mit der Sie den Rechner anpassen und die Arbeit mit ihm erleichtern können. Sie ist visuell in drei Teile unterteilt, die jeweils für die folgenden Funktionen verantwortlich sind:
- Der erste Teil ermöglicht Ihnen die Auswahl des Zahlenformats bei der Anzeige des Lösungsergebnisses. Außerdem können Sie hier die Kommentare zur Lösung des Problems ausschalten, wenn Sie bereits verstanden haben, wie das Problem zu lösen ist, und den Rechner nur zur Beschleunigung oder Überprüfung Ihrer eigenen Berechnungen verwenden. Oder Sie können die schrittweise Lösung ganz abschalten, wenn Sie nur das Ergebnis der Lösung benötigen.
- Der zweite Teil enthält Schaltflächen, mit denen Sie den Typ des Matrixeingabefelds ändern, dessen Elemente oder die gesamte Matrix löschen können, und die größte Schaltfläche mit einem Gleichheitszeichen, die Sie zum Bildschirm mit der Lösung des Problems führt. Alle diese Schaltflächen sind durch Tasten auf der Tastatur dupliziert. Um herauszufinden, welche Taste auf der Tastatur Sie drücken müssen, bewegen Sie einfach den Mauszeiger über eine der Schaltflächen und es erscheint ein Hinweis mit dem Namen der Taste. Sie können auch die Pfeiltasten auf Ihrer Tastatur verwenden, um den Cursor zwischen den Matrixeingabefeldern zu bewegen.
- Und der letzte Teil ermöglicht Ihnen die Auswahl der Anzahl der Nachkommastellen für die Rundung von nicht ganzzahligen Zahlen. Außerdem können Sie hier sofort ein Beispiel sehen, wie die gerundeten Brüche aussehen werden.
Was ist der Rang einer Matrix?
Der Rang einer Matrix ist die Anzahl der linear unabhängigen Zeilen oder Spalten in der Matrix. Die Anzahl der linear unabhängigen Zeilen und Spalten in einer Matrix ist immer gleich. Man kann auch sagen, dass der Rang der Matrix gleich der Ordnung der höchsten nicht verschwindenden Unterdeterminante der Matrix ist. Der Rang einer Matrix kann für Matrizen beliebiger Größe bestimmt werden und kann nicht größer sein als die Anzahl der Zeilen oder Spalten der Matrix.
Wie bestimmt man den Rang einer Matrix mithilfe von elementaren Umformungen (Zeilenstufenform)?
Mithilfe des Gaußschen Eliminationsverfahrens kann man die Matrix auf Zeilenstufenform bringen. Anschließend zählt man einfach die Anzahl der nicht verschwindenden Zeilen in der resultierenden Matrix, und dieser Wert entspricht dem Rang der ursprünglichen Matrix.
Beispiel für die Bestimmung des Matrixrangs
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Rang einer Matrix?
Der Rang ist die Anzahl der linear unabhängigen Zeilen, die gleich der Anzahl der linear unabhängigen Spalten ist. Es ist die Anzahl der von Null verschiedenen Zeilen, nachdem die Matrix auf Zeilenstufenform reduziert wurde.
Wie bestimmt man den Rang einer Matrix?
Reduziere die Matrix mit elementaren Zeilenumformungen auf Zeilenstufenform und zähle die von Null verschiedenen Zeilen. Alternativ entspricht der Rang der Größe des größten von Null verschiedenen Minors (die Randminoren-Methode).
Kann der Rang größer als die Anzahl der Zeilen sein?
Nein. Der Rang einer m×n-Matrix kann den kleineren der Werte m und n nicht überschreiten, er beträgt also höchstens min(m, n).
Was bedeutet voller Rang?
Eine Matrix hat vollen Rang, wenn ihr Rang gleich min(Zeilen, Spalten) ist. Eine quadratische Matrix mit vollem Rang ist invertierbar; eine quadratische Matrix mit Rangdefekt ist singulär.