यहाँ दिए गए मैट्रिसेस का रैंक सामान्य रूप में कम करके ज्ञात किया गया है।
i) मैट्रिक्स A = [ 2 1 3 6 3 − 3 1 2 1 1 1 2 ] A = \begin{bmatrix} 2 & 1 & 3 & 6 \\ 3 & -3 & 1 & 2 \\ 1 & 1 & 1 & 2 \end{bmatrix} A = 2 3 1 1 − 3 1 3 1 1 6 2 2
Step 1: R 1 ↔ R 3 R_1 \leftrightarrow R_3 R 1 ↔ R 3 (पंक्ति 1 और पंक्ति 3 को बदलें)
A ∼ [ 1 1 1 2 3 − 3 1 2 2 1 3 6 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 3 & -3 & 1 & 2 \\ 2 & 1 & 3 & 6 \end{bmatrix} A ∼ 1 3 2 1 − 3 1 1 1 3 2 2 6
Step 2: R 2 → R 2 − 3 R 1 R_2 \to R_2 - 3R_1 R 2 → R 2 − 3 R 1 और R 3 → R 3 − 2 R 1 R_3 \to R_3 - 2R_1 R 3 → R 3 − 2 R 1
A ∼ [ 1 1 1 2 0 − 6 − 2 − 4 0 − 1 1 2 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & -6 & -2 & -4 \\ 0 & -1 & 1 & 2 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 1 − 6 − 1 1 − 2 1 2 − 4 2
Step 3: R 2 ↔ R 3 R_2 \leftrightarrow R_3 R 2 ↔ R 3 और R 2 → − R 2 R_2 \to -R_2 R 2 → − R 2
A ∼ [ 1 1 1 2 0 1 − 1 − 2 0 − 6 − 2 − 4 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & -1 & -2 \\ 0 & -6 & -2 & -4 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 1 1 − 6 1 − 1 − 2 2 − 2 − 4
Step 4: R 3 → R 3 + 6 R 2 R_3 \to R_3 + 6R_2 R 3 → R 3 + 6 R 2
A ∼ [ 1 1 1 2 0 1 − 1 − 2 0 0 − 8 − 16 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & -8 & -16 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 1 1 0 1 − 1 − 8 2 − 2 − 16
Step 5: C 2 → C 2 − C 1 C_2 \to C_2 - C_1 C 2 → C 2 − C 1 , C 3 → C 3 − C 1 C_3 \to C_3 - C_1 C 3 → C 3 − C 1 , C 4 → C 4 − 2 C 1 C_4 \to C_4 - 2C_1 C 4 → C 4 − 2 C 1
A ∼ [ 1 0 0 0 0 1 − 1 − 2 0 0 − 8 − 16 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & -8 & -16 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 0 1 0 0 − 1 − 8 0 − 2 − 16
Step 6: C 3 → C 3 + C 2 C_3 \to C_3 + C_2 C 3 → C 3 + C 2 , C 4 → C 4 + 2 C 2 C_4 \to C_4 + 2C_2 C 4 → C 4 + 2 C 2
A ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 − 8 − 16 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -8 & -16 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 0 1 0 0 0 − 8 0 0 − 16
Step 7: R 3 → − 1 8 R 3 R_3 \to -\frac{1}{8}R_3 R 3 → − 8 1 R 3
A ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 2 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 2
Step 8: C 4 → C 4 − 2 C 3 C_4 \to C_4 - 2C_3 C 4 → C 4 − 2 C 3
A ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 ] A \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{bmatrix} A ∼ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
यह सामान्य रूप [ I 3 0 ] \begin{bmatrix} I_3 & 0 \end{bmatrix} [ I 3 0 ] में है।
मैट्रिक्स A A A का रैंक 3 \boxed{3} 3 है।
ii) मैट्रिक्स B = [ 0 1 − 3 − 1 1 0 1 1 3 1 0 2 1 1 − 2 0 ] B = \begin{bmatrix} 0 & 1 & -3 & -1 \\ 1 & 0 & 1 & 1 \\ 3 & 1 & 0 & 2 \\ 1 & 1 & -2 & 0 \end{bmatrix} B = 0 1 3 1 1 0 1 1 − 3 1 0 − 2 − 1 1 2 0
Step 1: R 1 ↔ R 2 R_1 \leftrightarrow R_2 R 1 ↔ R 2
B ∼ [ 1 0 1 1 0 1 − 3 − 1 3 1 0 2 1 1 − 2 0 ] B \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \\ 3 & 1 & 0 & 2 \\ 1 & 1 & -2 & 0 \end{bmatrix} B ∼ 1 0 3 1 0 1 1 1 1 − 3 0 − 2 1 − 1 2 0
Step 2: R 3 → R 3 − 3 R 1 R_3 \to R_3 - 3R_1 R 3 → R 3 − 3 R 1 और R 4 → R 4 − R 1 R_4 \to R_4 - R_1 R 4 → R 4 − R 1
B ∼ [ 1 0 1 1 0 1 − 3 − 1 0 1 − 3 − 1 0 1 − 3 − 1 ] B \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \end{bmatrix} B ∼ 1 0 0 0 0 1 1 1 1 − 3 − 3 − 3 1 − 1 − 1 − 1
Step 3: R 3 → R 3 − R 2 R_3 \to R_3 - R_2 R 3 → R 3 − R 2 और R 4 → R 4 − R 2 R_4 \to R_4 - R_2 R 4 → R 4 − R 2
B ∼ [ 1 0 1 1 0 1 − 3 − 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ] B \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} B ∼ 1 0 0 0 0 1 0 0 1 − 3 0 0 1 − 1 0 0
Step 4: C 3 → C 3 − C 1 C_3 \to C_3 - C_1 C 3 → C 3 − C 1 और C 4 → C 4 − C 1 C_4 \to C_4 - C_1 C 4 → C 4 − C 1
B ∼ [ 1 0 0 0 0 1 − 3 − 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ] B \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & -3 & -1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} B ∼ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 − 3 0 0 0 − 1 0 0
Step 5: C 3 → C 3 + 3 C 2 C_3 \to C_3 + 3C_2 C 3 → C 3 + 3 C 2 और C 4 → C 4 + C 2 C_4 \to C_4 + C_2 C 4 → C 4 + C 2
B ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ] B \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} B ∼ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
यह सामान्य रूप [ I 2 0 0 0 ] \begin{bmatrix} I_2 & 0 \\ 0 & 0 \end{bmatrix} [ I 2 0 0 0 ] में है।
मैट्रिक्स B B B का रैंक 2 \boxed{2} 2 है।
iii) मैट्रिक्स C = [ 1 2 − 1 4 2 4 3 4 ] C = \begin{bmatrix} 1 & 2 & -1 & 4 \\ 2 & 4 & 3 & 4 \end{bmatrix} C = [ 1 2 2 4 − 1 3 4 4 ]
Step 1: R 2 → R 2 − 2 R 1 R_2 \to R_2 - 2R_1 R 2 → R 2 − 2 R 1
C ∼ [ 1 2 − 1 4 0 0 5 − 4 ] C \sim \begin{bmatrix} 1 & 2 & -1 & 4 \\ 0 & 0 & 5 & -4 \end{bmatrix} C ∼ [ 1 0 2 0 − 1 5 4 − 4 ]
Step 2: C 2 → C 2 − 2 C 1 C_2 \to C_2 - 2C_1 C 2 → C 2 − 2 C 1 , C 3 → C 3 + C 1 C_3 \to C_3 + C_1 C 3 → C 3 + C 1 , C 4 → C 4 − 4 C 1 C_4 \to C_4 - 4C_1 C 4 → C 4 − 4 C 1
C ∼ [ 1 0 0 0 0 0 5 − 4 ] C \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 5 & -4 \end{bmatrix} C ∼ [ 1 0 0 0 0 5 0 − 4 ]
Step 3: C 2 ↔ C 3 C_2 \leftrightarrow C_3 C 2 ↔ C 3
C ∼ [ 1 0 0 0 0 5 0 − 4 ] C \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 5 & 0 & -4 \end{bmatrix} C ∼ [ 1 0 0 5 0 0 0 − 4 ]
Step 4: R 2 → 1 5 R 2 R_2 \to \frac{1}{5}R_2 R 2 → 5 1 R 2
C ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 − 4 5 ] C \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & -\frac{4}{5} \end{bmatrix} C ∼ [ 1 0 0 1 0 0 0 − 5 4 ]
Step 5: C 4 → C 4 + 4 5 C 2 C_4 \to C_4 + \frac{4}{5}C_2 C 4 → C 4 + 5 4 C 2
C ∼ [ 1 0 0 0 0 1 0 0 ] C \sim \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \end{bmatrix} C ∼ [ 1 0 0 1 0 0 0 0 ]
यह सामान्य रूप [ I 2 0 ] \begin{bmatrix} I_2 & 0 \end{bmatrix} [ I 2 0 ] में है।
मैट्रिक्स C C C का रैंक 2 \boxed{2} 2 है।
अगला प्रश्न भेजें 📸