En aquesta pràctica calcularem el rang d'una matriu de la següent manera:

Siga, per exemple, la matriu:
A=( 1 0 3 -2 0 2 -1 -1 6 1 1 1 10 0 -1 )
Si tenim qualsevol matriu A , 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 a 11 =1; a 14 =-2; a 24=6 ; a 33 =10, etc.
A més a més, anomenem menor d'ordre n al determinant de qualsevol matriu quadrada d'ordre n que puga formar-se amb els components de A, 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 | a ij | per a indicar el determinant del component a ij .
Com que a ij és un nombre, | a ij |= a ij , per exemple | 1 |=1, | -1 |=-1, | 10 |=10, | 0 |=0, 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 A té al menys un menor d'ordre 1 distint de zero.
Fins al moment sabem que el rang de la matriu A és 1, 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 A , | a b c d | en la qual es compleix que a i b estan en la mateixa fila de la matriu A; c i d estan en la mateixa fila de A; a i c estan en la mateixa columna de A; b i d estan en la mateixa columna de A .
Exemples de menors d'ordre 2 són. | 1 0 2 -1 |=1( -1 ) -20=-1; | 1 3 2 -1 |=1( -1 ) -23=-1-6=-7; | -1 6 1 0 |=6.
Com que al menys 1 d'aquestos menors és distint de 0, deduim que el rang de A és 2 .
Una questió interessant (per què?) és saber quants menors d'ordre 2 es poden formar a partir, per exemple de la matriu A. 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).
| 1 0 3 2 -1 -1 1 1 10 |=1( -1 ) 10+213+10-1-( 3( -1 ) 1+0210+11( -1 ) ) =-10+6+0-( -3+0-1 ) =-4-( -4 ) =0
| 1 0 -2 2 -1 6 1 1 0 |=-12
| 1 0 0 2 -1 1 1 1 -1 |=0
| 1 3 -2 2 -1 6 1 10 0 |=-84
| 1 3 0 2 -1 1 1 10 -1 |=0
| 1 -2 0 2 6 1 1 0 -1 |=-12
| 0 3 -2 -1 -1 6 1 10 0 |=36
| 0 3 0 -1 -1 1 1 10 -1 |=0
| 0 -2 0 -1 6 1 1 0 -1 |=0
| 3 -2 0 -1 6 1 10 0 -1 |=-36
Com que al menys un dels menors d'ordre 3 és distint de 0, resulta que rang ( A ) =3, ja que la matriu A no té menors d'ordre superior a 3. Per què?- El màxim ordre d'un menor d'una matriu de p files i q columnes és n= max ( p,q ) .
La estratègia a seguir és anar formant sistematicament per a cada ordre n 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 A és n, i seguim el mateix procés per als d'ordre n+1.
Tornem ara a prestar atenció al problema de determinar quants menors d'ordre n es poden formar.
En el cas que hem vist podem formar 10 menors d'ordre 3. Per què? De 5 columnes de la matriu A :
( 1 2 1 ),( 0 -1 1 ),( 3 -1 10 ),( -2 6 0 ),( 0 1 -1 ) , 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 ( 5 3 )= 5! 3!( 5-3 ) ! = 543! 3!2! = 54 2 = 20 2 =10 matrius distintes, els determinants de les quals estan calculats línies amunt.
Quants menors d'ordre 2 es poden formar de la matriu A? De les 5 columnes de la matriu A que es poden formar amb les files 1 i 2 d'aquesta matriu tenim les submatrius columna:
( 1 2 ),( 0 -1 ),( 3 -1 ),( -2 6 ),( 0 1 ) ; ens eixen ( 6 2 )=15 menors.
Per altra banda, de les 5 columnes de la matriu A que es poden formar amb les files 1 i 3 d'aquesta matriu tenim les matrius columna:
( 1 1 ),( 0 1 ),( 3 10 ),( -2 0 ),( 0 -1 ) ; ens eixen ( 6 2 )=15 menors.
finalment, les files 2 i 3 ens donen les matrius columna:
( 2 1 ),( -1 1 ),( -1 10 ),( 6 0 ),( 1 -1 ) amb les que podem formar 15 menors més.
En total podem formar 153=45 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 A és igual o més gran que 2 i seguim el procés en els d'ordre 3.