Для нахождения ранга матрицы, нужно привести её к ступенчатому виду с помощью элементарных преобразований строк.
Исходная матрица:
\[\begin{pmatrix}
0 & 1 & 0 & 4 & 3 & 1 \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
2 & 1 & 0 & 0 & 1 & 1 \\
-1 & 2 & -1 & -1 & -1 & -1
\end{pmatrix}\]
1. Поменяем местами строки 1 и 3, чтобы избежать нуля в начале первой строки:
\[\begin{pmatrix}
2 & 1 & 0 & 0 & 1 & 1 \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 1 & 0 & 4 & 3 & 1 \\
-1 & 2 & -1 & -1 & -1 & -1
\end{pmatrix}\]
2. Умножим строку 1 на $\frac{1}{2}$:
\[\begin{pmatrix}
1 & \frac{1}{2} & 0 & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 1 & 0 & 4 & 3 & 1 \\
-1 & 2 & -1 & -1 & -1 & -1
\end{pmatrix}\]
3. Прибавим к строке 4 строку 1:
\[\begin{pmatrix}
1 & \frac{1}{2} & 0 & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 1 & 0 & 4 & 3 & 1 \\
0 & \frac{5}{2} & -1 & -1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}
\end{pmatrix}\]
4. Вычтем из строки 3 строку 2:
\[\begin{pmatrix}
1 & \frac{1}{2} & 0 & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 0 & -3 & 2 & 1 & 0 \\
0 & \frac{5}{2} & -1 & -1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}
\end{pmatrix}\]
5. Умножим строку 2 на $-\frac{5}{2}$ и прибавим к строке 4:
\[\begin{pmatrix}
1 & \frac{1}{2} & 0 & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 0 & -3 & 2 & 1 & 0 \\
0 & 0 & -\frac{17}{2} & -6 & -\frac{11}{2} & -3
\end{pmatrix}\]
6. Умножим строку 3 на $-\frac{17}{6}$ и прибавим к строке 4:
\[\begin{pmatrix}
1 & \frac{1}{2} & 0 & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \\
0 & 1 & 3 & 2 & 2 & 1 \\
0 & 0 & -3 & 2 & 1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & -\frac{25}{3} & -\frac{22}{6} & -3
\end{pmatrix}\]
Все строки, кроме нулевых, содержат ненулевые элементы. Следовательно, ранг матрицы равен числу ненулевых строк, то есть 4.
Ответ: 4
Убрать каракули