a)
Notion de rang d'une matrice :
Par définition, le rang d'une matrice A non nulle,
de format quelconque, est l'ordre le plus élevé que puisse
avoir une sous-matrice carrée inversible de A ; le rang de la
matrice nulle est, par convention, égal à 0.
De façon équivalente, le rang de A est aussi le nombre maximum
de lignes linéairement indépendantes et le nombre de colonnes
linéairement indépendantes au sein de A
EXEMPLES :
1°)
Le rang des matrices
est égal à 2, car ces matrices contiennent au moins un
mineur d'ordre 2 non nul.
2°)
Le rang de la matrice
vaut
2, car tous les mineurs d'ordre 3 et 4 sont nuls, tandis que tout mineur
d'ordre 2 est différent de zéro. On voit encore que les
deux premières lignes de cette matrice sont linéairement
indépendantes et que les deux dernières
en sont des combinaisons linéaires
(la 3° ligne, en effet, vaut 2 fois la seconde moins la première
; Et la 4° est égale
à 3 fois la seconde moins deux fois la première).