4. Esglaonar una matriu

Esglaonar una matriu és obtenir una matriu esglaonada aplicant transformacions elementals. 

Les transformacions elementals en una matriu són aquestes (i només aquestes): 

 -  Intercanviar files. Per exemple  f subíndex 1 fletxa esquerra i dreta f subíndex 2 

 - Multiplicar una fila per un nombre diferent de zero. Per exemple  f subíndex 1 fletxa dreta 3 f subíndex 1

   En particular podem canviar una fila de signe.   Per exemple  f subíndex 1 fletxa dreta menys f subíndex 1

 - Sumar a una fila altra fila multiplicada per un nombre . Per exemple  f subíndex 2 fletxa dreta f subíndex 2 més 3 f subíndex 1

 (Aquestes operacions es poden fer també amb les columnes).  

Fem transformacions elementals, la matriu canvia però obtenim matrius equivalents que vol dir que no són iguals però tenen el mateix rang.

       

Exemple 1

Esglaonar la matriu  obre parèntesis taula fila 2 cel·la menys 1 fi cel·la 3 fila 1 2 0 fila cel·la menys 1 fi cel·la 3 cel·la menys 3 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

Sempre ens facilita els càlculs Si el primer element de la matriu és "1", per això podem canviar l'ordre de les files

espai espai espai f subíndex 1 fletxa esquerra i dreta espai f subíndex 2 espai obre parèntesis taula fila 1 2 0 fila 2 cel·la menys 1 fi cel·la 3 fila cel·la menys 1 fi cel·la 3 cel·la menys 3 fi cel·la fi taula tanca parèntesis espai   fletxa dreta espai espai taula fila blank fila cel·la menys negreta 2 f subíndex 1 més f subíndex 2 espai fi subíndex fi cel·la fila cel·la negreta espai negreta espai negreta espai f subíndex 1 més f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai obre parèntesis taula fila 1 2 0 fila 0 cel·la menys 5 fi cel·la 3 fila 0 5 cel·la menys 3 fi cel·la fi taula tanca parèntesis espai espai espai espai fletxa dreta espai espai espai espai taula fila blank fila blank fila cel·la f subíndex 2 més f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai espai espai obre parèntesis taula fila 1 2 0 fila 0 cel·la menys 5 fi cel·la 3 fila 0 0 0 fi taula tanca parèntesis espai espai

 (en l'apartat següent estudiarem el rang: El rang d'aquesta matriu és 2)

                     

Exemple 2

Esglaonar la matriu  obre parèntesis taula fila 3 2 cel·la 1 espai espai espai menys 1 fi cel·la fila 2 1 cel·la 0 espai espai espai espai espai 1 fi cel·la fila cel·la menys 5 fi cel·la cel·la menys 3 fi cel·la cel·la 2 espai espai espai espai 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

(En aquest cas no tenim cap "1" en la primera columna)

espai espai espai espai espai espai obre parèntesis taula fila cel·la negreta 3 espai fi cel·la 2 cel·la 1 espai fi cel·la fila cel·la negreta 2 espai fi cel·la 1 0 fila cel·la negreta menys negreta 5 espai fi cel·la cel·la menys 3 fi cel·la cel·la espai 2 fi cel·la fi taula taula fila cel·la menys 1 fi cel·la fila 1 fila 2 fi taula tanca parèntesis espai espai fletxa dreta espai espai espai taula fila blank fila cel·la menys negreta 2 f subíndex 1 més negreta 3 f subíndex 2 espai fi subíndex fi cel·la fila cel·la negreta espai negreta espai negreta espai negreta 5 f subíndex 1 més negreta 3 f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai obre parèntesis taula fila 3 2 1 fila 0 cel·la menys 1 fi cel·la cel·la menys 2 fi cel·la fila 0 1 11 fi taula taula fila cel·la menys 1 fi cel·la fila 5 fila 1 fi taula tanca parèntesis espai espai espai fletxa dreta espai espai espai espai espai taula fila blank fila blank fila cel·la f subíndex 2 més f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai espai espai obre parèntesis taula fila 3 2 1 fila 0 cel·la menys 1 fi cel·la cel·la menys 2 fi cel·la fila 0 0 9 fi taula taula fila cel·la menys 1 fi cel·la fila 5 fila 6 fi taula tanca parèntesis espai espai

  (en l'apartat següent estudiarem el rang: El rang d'aquesta matriu és 3)

     

Exemple 3

Esglaonar la matriu  obre parèntesis taula fila 1 2 cel·la 1 espai fi cel·la fila cel·la menys 1 fi cel·la cel·la menys 2 fi cel·la cel·la 3 espai fi cel·la fila 1 3 cel·la 2 espai fi cel·la fi taula tanca parèntesis

Veurem aquest cas en què l'esglaonament ens queda una mica diferent. Ho resolem així:

obre parèntesis taula fila 1 2 1 fila cel·la menys 1 fi cel·la cel·la menys 2 fi cel·la 3 fila 1 3 cel·la 2 espai fi cel·la fi taula tanca parèntesis espai espai fletxa dreta espai espai espai espai f subíndex 2 més f subíndex 1 espai obre parèntesis taula fila 1 2 cel·la 1 espai fi cel·la fila 0 0 4 fila 0 1 1 fi taula tanca parèntesis espai

En aquest cas el que fem és que intercanviem les dues últimes files, obtenint ja una matriu esglaonada:

espai obre parèntesis taula fila 1 2 1 fila 0 1 1 fila 0 0 4 fi taula tanca parèntesis espai

 (en l'apartat següent estudiarem el rang: El rang d'aquesta matriu és 3)

              

Observació:  entre pas i pas dels esglaonaments he posat el símbol fletxa dreta

                     Podem posar  fletxa dreta,  ; ,  res,    però mai el símbol d'igualtat = ja que les matrius no són iguals.  

Vídeo Esglaonar matriu