与えられた行列 $A$ を扱います。 $A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 3 & -3 & -2 & 0 & 0 \\ 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 3 & -3 & -3 & -2 & 0 \end{pmatrix}$ この行列に関する具体的な指示(例えば、ランクの計算、逆行列の計算、固有値の計算など)が与えられていません。行列のサイズが4x5であるため、正方行列ではありません。したがって、行列式や逆行列は計算できません。質問の意図が不明なため、できることとしては、行列の行簡約化を行うことが考えられます。

代数学線形代数行列行簡約化ランク
2025/6/20

1. 問題の内容

与えられた行列 AA を扱います。
A=(01112332001103333320)A = \begin{pmatrix} 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 3 & -3 & -2 & 0 & 0 \\ 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 3 & -3 & -3 & -2 & 0 \end{pmatrix}
この行列に関する具体的な指示(例えば、ランクの計算、逆行列の計算、固有値の計算など)が与えられていません。行列のサイズが4x5であるため、正方行列ではありません。したがって、行列式や逆行列は計算できません。質問の意図が不明なため、できることとしては、行列の行簡約化を行うことが考えられます。

2. 解き方の手順

行簡約化を行います。
まず、1行目と3行目を入れ替えます。
(11033332000111233320)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 3 & -3 & -2 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 3 & -3 & -3 & -2 & 0 \end{pmatrix}
次に、2行目から1行目の3倍を引き、4行目から1行目の3倍を引きます。
(11033002990111200379)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 9 & -9 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & -3 & 7 & -9 \end{pmatrix}
次に、2行目と3行目を入れ替えます。
(11033011120029900379)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & -2 & 9 & -9 \\ 0 & 0 & -3 & 7 & -9 \end{pmatrix}
次に、3行目を-1/2倍します。
(11033011120019/29/200379)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & 1 & -9/2 & 9/2 \\ 0 & 0 & -3 & 7 & -9 \end{pmatrix}
次に、4行目に3行目の3倍を加えます。
(11033011120019/29/200013.5+713.59)=(11033011120019/29/20006.54.5)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & 1 & -9/2 & 9/2 \\ 0 & 0 & 0 & -13.5 + 7 & 13.5 - 9 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & 1 & -9/2 & 9/2 \\ 0 & 0 & 0 & -6.5 & 4.5 \end{pmatrix}
最後に、4行目を-2/13倍します。
(11033011120019/29/200019/13)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & 1 & -9/2 & 9/2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & -9/13 \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

行簡約化された行列は次の通りです。
(11033011120019/29/200019/13)\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 1 & -1 & -1 & -2 \\ 0 & 0 & 1 & -9/2 & 9/2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & -9/13 \end{pmatrix}
この行列のランクは4です。
もし他に指示があれば、それに応じて対応します。

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