1. Planteamos el problema: Encontrar el rango de las matrices A, B, C, D, E y F.
2. Recordemos que el rango de una matriz es el número máximo de filas o columnas linealmente independientes.
3. Para cada matriz, aplicaremos operaciones elementales para encontrar el número de filas no nulas en su forma escalonada.
4. Matriz A:
$$A=\begin{pmatrix}1 & -2 & 3 & 4 \\ -2 & 4 & -6 & 8\end{pmatrix}$$
Multiplicamos la fila 1 por 2 y sumamos a la fila 2:
$$\begin{pmatrix}1 & -2 & 3 & 4 \\ \cancel{-2} + 2\times 1 & \cancel{4} + 2\times (-2) & \cancel{-6} + 2\times 3 & 8 + 2\times 4\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1 & -2 & 3 & 4 \\ 0 & 0 & 0 & 16\end{pmatrix}$$
La fila 2 no es nula, rango(A) = 2.
5. Matriz B:
$$B=\begin{pmatrix}1 & 3 & 0 \\ -1 & 0 & 0\end{pmatrix}$$
Sumamos fila 1 a fila 2:
$$\begin{pmatrix}1 & 3 & 0 \\ \cancel{-1} + 1 & 0 + 3 & 0 + 0\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1 & 3 & 0 \\ 0 & 3 & 0\end{pmatrix}$$
Ambas filas son no nulas, rango(B) = 2.
6. Matriz C:
$$C=\begin{pmatrix}1 & -2 & 3 \\ -2 & 4 & -6 \\ 12 & -24 & 36\end{pmatrix}$$
Observamos que fila 2 es -2 veces fila 1 y fila 3 es 12 veces fila 1, por lo que solo una fila es linealmente independiente.
Entonces rango(C) = 1.
7. Matriz D:
$$D=\begin{pmatrix}1 & 2 & 3 \\ 2 & 4 & 0 \\ 3 & 6 & 0\end{pmatrix}$$
Restamos 2 veces fila 1 a fila 2:
$$\begin{pmatrix}1 & 2 & 3 \\ 2 - 2\times 1 & 4 - 2\times 2 & 0 - 2\times 3 \\ 3 & 6 & 0\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1 & 2 & 3 \\ 0 & 0 & -6 \\ 3 & 6 & 0\end{pmatrix}$$
Restamos 3 veces fila 1 a fila 3:
$$\begin{pmatrix}1 & 2 & 3 \\ 0 & 0 & -6 \\ 3 - 3\times 1 & 6 - 3\times 2 & 0 - 3\times 3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1 & 2 & 3 \\ 0 & 0 & -6 \\ 0 & 0 & -9\end{pmatrix}$$
Las filas 2 y 3 son linealmente independientes, rango(D) = 3.
8. Matriz E:
$$E=\begin{pmatrix}1 & 0 & 3 & 0 \\ 0 & 2 & 0 & 3 \\ 0 & 1 & 0 & 1\end{pmatrix}$$
Restamos \frac{1}{2} veces fila 2 a fila 3:
$$\begin{pmatrix}1 & 0 & 3 & 0 \\ 0 & 2 & 0 & 3 \\ 0 & 1 - \cancel{\frac{1}{2} \times 2} & 0 - 0 & 1 - \frac{1}{2} \times 3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1 & 0 & 3 & 0 \\ 0 & 2 & 0 & 3 \\ 0 & 0 & 0 & -\frac{1}{2}\end{pmatrix}$$
Tres filas no nulas, rango(E) = 3.
9. Matriz F:
$$F=\begin{pmatrix}0 & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0\end{pmatrix}$$
Las filas son linealmente independientes, rango(F) = 3.
Respuesta final:
- rango(A) = 2
- rango(B) = 2
- rango(C) = 1
- rango(D) = 3
- rango(E) = 3
- rango(F) = 3
Rango Matrices 1D8132
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.