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检查方阵是否满秩的最有效方法

是通过行列变换将方阵转化为简化行阶梯形矩阵,然后检查简化行阶梯形矩阵中非零行的数量。如果非零行的数量等于方阵的阶数,则方阵满秩;否则,方阵不满秩。

行列变换可以通过高斯消元法来实现。具体步骤如下:

  1. 从第一行开始,逐行处理方阵的每一行:
    • 如果当前行的第一个元素为零,则找到下方某一行的对应元素不为零的行,并将两行交换位置。
    • 将当前行的第一个元素缩放为1,即将当前行的所有元素都除以第一个元素的值。
    • 对于当前行下方的每一行,将其第一个元素变为零,使得当前行下方的所有元素在第一列上都为零。
  • 继续处理下一行,重复步骤1,直到处理完所有行或所有行的第一个元素都为零。
  • 检查简化行阶梯形矩阵中非零行的数量。如果非零行的数量等于方阵的阶数,则方阵满秩;否则,方阵不满秩。

这种方法的时间复杂度为O(n^3),其中n为方阵的阶数。

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