Matemáticas · Glosario

¿Qué es Rango de una familia?

Definición 19.15 Matemáticas universitarias — Grado 1 · Capítulo 19 — Dimensión finita

El rango de una familia finita de vectores es la dimensión de su subespacio generado: rk(x1,,xp)=dimVect(x1,,xp)min(p,dimE)\operatorname{rk}(x_1, \dots, x_p) = \dim \operatorname{Vect}(x_1, \dots, x_p) \leq \min(p, \dim E), con igualdad a pp si y solo si la familia es libre.

Ejemplos

Ejemplo 19.16 (Calcular un rango por eliminación)

Rango de ((1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),(1,1,1))\bigl((1,2,3), (2,3,4), (3,4,5), (1,1,1)\bigr) en R3\R^3. El subespacio generado no cambia cuando se resta a un vector una combinación de los demás (las dos familias generan las mismas combinaciones): sustitúyase (2,3,4)(2,3,4) por (2,3,4)(1,2,3)=(1,1,1)(2,3,4) - (1,2,3) = (1,1,1) y (3,4,5)(3,4,5) por (3,4,5)(1,2,3)=(2,2,2)(3,4,5) - (1,2,3) = (2,2,2). El subespacio generado es ahora Vect((1,2,3),(1,1,1),(2,2,2),(1,1,1))=Vect((1,2,3),(1,1,1))\operatorname{Vect}\bigl((1,2,3), (1,1,1), (2,2,2), (1,1,1)\bigr) = \operatorname{Vect}\bigl((1,2,3), (1,1,1)\bigr), y esos dos vectores no son proporcionales: el rango es 22. Este procedimiento de restar y descartar se sistematiza como eliminación de Gauss en el Capítulo 22.

Ejemplo 19.17 (Sumar por concatenación)

Tómense, en R3\R^3,

F=Vect((1,2,3), (1,1,1)),G=Vect((2,3,4)).F = \operatorname{Vect}\bigl((1,2,3),\ (1,1,1)\bigr), \qquad G = \operatorname{Vect}\bigl((2,3,4)\bigr) .

La suma F+GF + G está generada por la familia concatenada de los tres generadores, y

(2,3,4)=(1,2,3)+(1,1,1)(2, 3, 4) = (1, 2, 3) + (1, 1, 1)

muestra que el tercero es redundante: F+G=FF + G = F, de dimensión 22 — equivalentemente, GFG \subseteq F, que es lo que exhibe la relación. Grassmann lo confirma: dim(FG)=2+12=1=dimG\dim(F \cap G) = 2 + 1 - 2 = 1 = \dim G. Las sumas se calculan concatenando generadores y reduciendo después el montón con el algoritmo del rango; nunca hace falta ninguna técnica nueva.

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