Matrix Forms
1. Рассмотрим понятия.
2. Сокращение рядов — это процесс уменьшения размера матрицы, путем удаления строк или столбцов, не влияющих на ранг матрицы или на свойства решения системы.
3. Эшелонированная форма матрицы — это форма, при которой матрица имеет ступенчатый вид, то есть все нули находятся ниже главных элементов (ведущих единиц) в каждом столбце.
4. Чтобы привести матрицу к эшелонированной форме, применяем операции элементарных преобразований строк: замену строк, умножение строки на число не равное нулю, прибавление к одной строке другой, умноженной на число.
5. Пример: Пусть дана матрица
$$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 2 & 4 & 0 \\ -1 & -2 & 1 \end{pmatrix}$$
6. Вычтем из второй строки первую, умноженную на 2:
$$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 \\ -1 & -2 & 1 \end{pmatrix}$$
7. Прибавим к третьей строке первую:
$$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 \\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}$$
8. У нас получилась эшелонированная форма: ведущее число первой строки в первом столбце, остальные элементы ниже главных равны нулю или приводятся к 0.
9. Для сокращения рядов можно исключить строки, которые линейно зависимы, например, если одна строка является комбинацией других.
Ответ: Эшелонированная форма — это ступенчатая форма матрицы, достигаемая с помощью элементарных преобразований строк; сокращение рядов заключается в удалении линейно зависимых строк, не влияющих на ранг матрицы.