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¿Por qué isn ' t eliminar cero filas una operación elemental?

Mi profesor nos enseñó que durante la eliminación Gaussiana, podemos realizar tres operaciones elementales para transformar la matriz:

1 múltiples ambos lados de una fila por una constante no cero 2) Add o restar filas 3) intercambiar filas

Además, ¿por qué no eliminar cero filas una operación elemental? No afecta el sistema de cualquier manera. Definir el cero filas para ser una fila con ninguna variables principales.

Por ejemplo no es $\begin{bmatrix}a & b & k\\c & d & m\end{bmatrix} \rightarrow\begin{bmatrix}a & b & k\\c & d & m\\0 & 0 & 0\end{bmatrix} $

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Trevor Wilson Puntos 12994

Porque queremos que las dimensiones de la matriz que se mantenga fijo. Se me ocurren dos razones para esto.

  1. De modo que la realización de un elemental de fila funcionamiento corresponderá a la multiplicación por la izquierda, por una primaria de la matriz.

  2. Cambiar las dimensiones de la matriz mediante la adición o eliminación de cero filas no nos ayuda a resolver el sistema, así que ¿por qué lo permite? El (otro) fila de operaciones de no cambiar el tamaño de la matriz, por lo que vamos a mantener las cosas simples y solucionarlo de una vez por todas.

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kristof Puntos 145

Aquí es un poco más largo alcance de la respuesta: una matriz corresponde a un operador lineal $T:V\to W$ donde $V$ $W$ son espacios vectoriales con algunos elegido bases. En la escuela elemental de fila de operaciones (o elementales operaciones de columna), a continuación, corresponden a la evolución de la base de $W$ o de $V$ a dar un equivalente de la matriz: una que representa el mismo operador lineal pero con las bases cambiaba a su alrededor. En virtud de esta correspondencia que usted puede conseguir todas las posibles matrices correspondientes a los lineales de operador $T$ haciendo elementales de fila y columna de las operaciones.

La adición o eliminación de una fila de ceros no le dará una matriz que corresponde a la lineal operador $T$.

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Hurkyl Puntos 57397

Aparte: que por filas se llaman primaria es puramente una cuestión de convención: podemos elegir cualquiera de las operaciones que queremos ser llamado de la escuela primaria. Esos tres son los que hemos elegido.


El problema es que la fila de las operaciones formales de las cosas. por ejemplo, hay una fila de operación que se llama "multiplicar la primera fila de la fila por 5", pero no hay una fila de operación que se llama "multiplicar la primera fila por 5 si su primer distinto de cero de la entrada es de 0.2".

A lo largo de esas líneas, "eliminar fila" es una fila de la operación, pero "eliminar una fila cero no es".

"Agregar una fila cero" es una fila de la operación, sin embargo.


Aquellos cero filas son útiles-o, con más precisión, es necesario recordar lo que la fila de operaciones que se realiza para hacer que el cero de la fila. Si $R$ es la matriz que se acumula todos los de la fila de operaciones, entonces, cuando tratamos de resolver

$$Ax = b$$

usted puede inspeccionar

$$ RAx = Rb$$

y sabemos que no hay soluciones si $Rb$ tiene un valor distinto de cero de entrada en la posición en la $RA$ tiene un cero de la fila.

También es útil para la búsqueda de la izquierda null vectores de la matriz: si $RA$ es escalonada, entonces las filas de $R$ que corresponden a cero filas de $RA$ son una base para la izquierda nullspace de $A$.

Si haces la fila de la operación para eliminar el cero de la fila, se le ha olvidado todos de que la información útil.

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GmonC Puntos 114

Si desea que la adición o eliminación de filas con todas las entradas de cero a ser permitido o no, depende de la aplicación precisa de una cuenta para el uso de la fila de las operaciones. Si la fila de las operaciones está previsto para el modelo de la acción del grupo lineal general por la izquierda de la multiplicación, luego de la adición o eliminación de filas debe ser prohibido porque la mencionada acción nunca. Sin embargo, si el propósito es definir una forma normal para subespacios definido por sistemas de ecuaciones lineales, luego de la eliminación de filas se necesita para obtener una forma normal (ecuaciones con todos los coeficientes cero no tienen ningún efecto sobre el espacio de la solución, y debe haber algún medio para traer el equivalente de los sistemas con un número diferente de ecuaciones comunes de la forma normal). La forma normal sería fila reducido de forma escalonada sin ningún cero filas. Además de cero filas se necesita también para asegurarse de que uno puede salir de la forma normal a cualquier sistema equivalente.

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egreg Puntos 64348

Haciendo una primaria de operación de filas en la matriz $A$ puede ser visto como multiplicar $A$ por un adecuado invertible la matriz, se $E_1$. Así que todo el proceso se lleva a escribir $$ U=E_{k}\dots E_{2}E_{1} $$ donde $E_j$ $(j=1,2,\dots,k)$ corresponden a la primaria de la fila operación se realizó y la $U$ es una fila reducida de la matriz (por ejemplo, la fila reducido de forma escalonada). Desde cada una de las $E_j$ es invertible, podemos escribir $$ A=FU $$ donde $F=E_1^{-1}E_2^{-1}\dots E_{k}^{-1}$ y, si uno realiza todos los de la fila de los swaps en el inicio, la matriz $F$ puede ser escrito incluso sin ningún tipo de cálculo.

Por supuesto, no hay ninguna operación de este tipo, cambia la forma de las matrices que, sucesivamente, se obtiene y el final de la matriz $U$ va a tener cero o más "cero filas" en la parte inferior.

En este punto nos puede quitar los "cero filas" de $U$; en el caso de $l$ de ellos, también podemos quitar el $l$ más a la derecha de las columnas de a $F$. Llamar a $F_0$ $U_0$ las matrices así obtenido todavía tenemos $$ A=F_0U_0 $$ y tanto $F_0$ $U_0$ tienen su rango equivalente al rango de $A$. Esto se llama un rango completo de descomposición, porque esas matrices tienen el máximo rango, posiblemente, tienen, por su forma; dicen que $A$ $m\times n$ y su rango es $r$. A continuación, $F_0$ $m\times r$ $(r\le m)$ y $U_0$ $r\times n$ ($r\le n$).

En particular $F_0^HF_0$ ($H$ denota la hermitian la transposición, la simple transposición cuando las matrices son más de los reales) es $r\times r$ invertible y $$ (F_0^HF_0)^{-1}F_0^H $$ no sólo está a la izquierda de la inversa de $F_0$ pero es su Moore-Penrose pseudoinverse $F_0^+$. Del mismo modo, $U_0U_0^H$ es invertible y $U_0^H(U_0U_0^H)^{-1}=U_0^+$. Además de Moore-Penrose pseudoinverse de $A$ es $$ A^+=U_0^+F_0^+ $$ De hecho, toda vez que nos encontramos con un completo rango de descomposición $A=BC$, podemos escribir $A^+=C^+B^+$ (y el pseudoinverse de $B$ $C$ son calculadas como arriba).

El de Moore-Penrose pseudoinverse es útil en la computación de los mínimos cuadrados soluciones de $Ax=b$ y este es un algoritmo eficiente para encontrar.

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