En aquesta pràctica calcularem el rang d'una matriu de la següent manera:
Siga, per exemple, la matriu:
Si tenim qualsevol matriu , anomenem component ij de la matriu al nombre (escalar) que hi ha en la intersecció de la fila i amb la columna j; per exemple etc.
A més a més, anomenem menor d'ordre al determinant de qualsevol matriu quadrada d'ordre que puga formar-se amb els components de de la manera que vorem a continuació valent-se d'alguns exemples:
Adelantem ja que el rang d'aquesta matriu serà l'ordre del menor més gran que no siga nul.
Emprarem la notació per a indicar el determinant del component .
Com que és un nombre, , per exemple són exemples de menors d'ordre 1.
Evidentment, es poden formar tants determinants d'ordre 1 com components escalars té la matriu; en aquest cas, 15 determinants es poden formar. Basta que qualsevol d'eixos determinants siga distint de zero per a poder dir que té al menys un menor d'ordre 1 distint de zero.
Fins al moment sabem que el rang de la matriu és ja que hem vist alguns menors d'ordre 1 que tenen valors distints de 0.
Un menor d'ordre 2 és el determinant d'una submatriu de , en la qual es compleix que i estan en la mateixa fila de la matriu i estan en la mateixa fila de i estan en la mateixa columna de i estan en la mateixa columna de .
Exemples de menors d'ordre 2 són.
Com que al menys 1 d'aquestos menors és distint de 0, deduim que el rang de és .
Una questió interessant (per què?) és saber quants menors d'ordre 2 es poden formar a partir, per exemple de la matriu Pot ser que només l'últim de tots els que calculem siga distint de zero. Mala sort, no? Tornarém sobre aixó més endavant.
Seguint el mètode, veiem que els determinants d'ordre 3 serien, calculant per la regla de Sarrús. (només explicite el primer determinant, els altres els deixe com a pràctiques per al lector).
Com que al menys un dels menors d'ordre 3 és distint de 0, resulta que rang ja que la matriu no té menors d'ordre superior a 3. Per què?- El màxim ordre d'un menor d'una matriu de files i columnes és max.
La estratègia a seguir és anar formant sistematicament per a cada ordre tots els menors d'eixe ordre que es poden formar, i calcular els determinats fins trobar un d'ells que siga distint de zero. Si el trobem, concluim que el rang de és i seguim el mateix procés per als d'ordre
Tornem ara a prestar atenció al problema de determinar quants menors d'ordre es poden formar.
En el cas que hem vist podem formar 10 menors d'ordre 3. Per què? De 5 columnes de la matriu :
, hem de formar totes les matrius possibles de tres files i tres columnes per a calcular cada determinant. Això són combinacions de 5 elements agafats de 3 en 3. I quàntes són les matrius possibles?
Son exàctament matrius distintes, els determinants de les quals estan calculats línies amunt.
Quants menors d'ordre 2 es poden formar de la matriu De les 5 columnes de la matriu que es poden formar amb les files 1 i 2 d'aquesta matriu tenim les submatrius columna:
; ens eixen menors.
Per altra banda, de les 5 columnes de la matriu que es poden formar amb les files 1 i 3 d'aquesta matriu tenim les matrius columna:
; ens eixen menors.
finalment, les files 2 i 3 ens donen les matrius columna:
amb les que podem formar 15 menors més.
En total podem formar menors d'ordre 2. Però no és necesari que calculem tots els determinants. En calcular un d'ells que siga distint de zero, ja sabem que el rang de és igual o més gran que 2 i seguim el procés en els d'ordre 3.