Упростите свой рабочий процесс: найдите miniwebtool.
Добавить
Домашняя страница > Математика > Линейная алгебра > Калькулятор Нулевого Пространства

Калькулятор Нулевого Пространства

Найдите нулевое пространство (ядро) любой матрицы, решая Ax = 0 методом исключения Гаусса. Получите базисные векторы, размерность ядра, пошаговое приведение к RREF и проверку теоремы о ранге и дефекте с точными дробными вычислениями.

Калькулятор Нулевого Пространства
Examples:
Rows (m): 3
×
Cols (n): 4
Solve Ax = 0
[
]

Embed Калькулятор Нулевого Пространства Widget

О Калькулятор Нулевого Пространства

The Null Space Calculator finds the null space (kernel) of any matrix by solving the homogeneous system Ax = 0. Enter a matrix of any size up to 8×8 and get the complete null space basis with exact fractional arithmetic, step-by-step Gaussian elimination to RREF, column classification (pivot vs. free), and rank-nullity theorem verification.

What Is the Null Space of a Matrix?

The null space (also called the kernel) of an \(m \times n\) matrix \(A\) is the set of all vectors \(\mathbf{x}\) in \(\mathbb{R}^n\) that satisfy:

$$A\mathbf{x} = \mathbf{0}$$

Written as a set: \(\text{Null}(A) = \{ \mathbf{x} \in \mathbb{R}^n : A\mathbf{x} = \mathbf{0} \}\). The null space is always a subspace of \(\mathbb{R}^n\), meaning it contains the zero vector and is closed under addition and scalar multiplication.

Subspace
The null space is always a subspace of R^n. It contains the zero vector and is closed under addition and scalar multiplication.
📊
Dimension = Nullity
The dimension of the null space equals the nullity — the number of free variables after row reduction.
Free Variables
Each free variable in the RREF contributes one basis vector to the null space.
Rank-Nullity
rank(A) + nullity(A) = n, where n is the number of columns. This always holds.

How to Find the Null Space

Step 1. Set the number of rows (m) and columns (n) for your matrix using the +/− controls, or click a quick example to load a preset matrix.

Step 2. Enter your matrix values into the grid. You can type integers, decimals, or fractions like 1/3 or -5/2. Use Tab, Enter, or arrow keys to navigate between cells.

Step 3. Click Find Null Space. The calculator performs Gaussian elimination to convert your matrix to reduced row echelon form (RREF).

Step 4. Identify pivot columns and free columns. Each free column corresponds to a free variable that can take any value.

Step 5. For each free variable, set it to 1 and all other free variables to 0, then solve for the pivot variables. The resulting vectors form a basis for the null space.

Null Space vs. Column Space

PropertyNull SpaceColumn Space
DefinitionAll x such that Ax = 0All b such that Ax = b has a solution
Lives in\(\mathbb{R}^n\) (domain)\(\mathbb{R}^m\) (codomain)
Dimensionnullity = n − rankrank
Found fromFree columns of RREFPivot columns of A

The Rank-Nullity Theorem

For any \(m \times n\) matrix \(A\):

$$\text{rank}(A) + \text{nullity}(A) = n$$

The rank is the number of pivot columns in the RREF, and the nullity is the number of free columns. Together they account for every column. This theorem is also known as the dimension theorem for linear maps.

Special Cases

ScenarioNull SpaceWhat It Means
Full column rank (rank = n)Only {0}Columns are linearly independent; Ax = 0 has only the trivial solution
More columns than rows (n > m)Always nontrivialThere are at least n − m free variables, so infinitely many solutions exist
Square singular matrixNontrivialThe matrix has a zero determinant and dependent rows/columns
Zero matrixAll of \(\mathbb{R}^n\)Every vector is in the null space; the basis is the standard basis

Applications of the Null Space

📐
Linear Systems
The general solution to Ax = b is x = x_p + Null(A), where x_p is one particular solution.
📊
Linear Independence
Columns of A are linearly independent if and only if Null(A) = {0}.
🔄
Differential Equations
The solution space of a homogeneous linear ODE system is the null space of the coefficient matrix.
🔐
Error-Correcting Codes
In coding theory, valid codewords form the null space of the parity-check matrix H.

Frequently Asked Questions

What is the null space of a matrix?

The null space (or kernel) of a matrix A is the set of all vectors x such that Ax = 0. It is a subspace of R^n where n is the number of columns. The null space always contains the zero vector and may also contain infinitely many nonzero vectors if the matrix has free variables.

How do you find the null space?

Reduce the matrix A to reduced row echelon form (RREF) using Gaussian elimination. Identify pivot columns and free columns. For each free variable, set it to 1 and all other free variables to 0, then solve for the pivot variables. The resulting vectors form a basis for the null space.

What is the rank-nullity theorem?

The rank-nullity theorem states that for an m by n matrix A, rank(A) + nullity(A) = n, where n is the number of columns. The rank is the number of pivot columns and the nullity is the dimension of the null space (number of free variables).

What does it mean if the null space is trivial?

A trivial null space means the only solution to Ax = 0 is the zero vector x = 0. This happens when every column is a pivot column (full column rank). It means the columns of A are linearly independent.

Can non-square matrices have a null space?

Yes. Any matrix has a null space. For an m by n matrix with m less than n, the null space is guaranteed to be nontrivial (dimension at least n - m) because there are more unknowns than equations, so free variables always exist.

Ссылайтесь на этот контент, страницу или инструмент так:

"Калькулятор Нулевого Пространства" на сайте https://ru.miniWebtool.com/калькулятор-нулевого-пространства/ от MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

by miniwebtool team. Updated: 2026-04-10

Вы также можете попробовать наш AI Решатель Математических Задач GPT, чтобы решить ваши математические проблемы с помощью вопросов и ответов на естественном языке.

Другие сопутствующие инструменты:

Линейная алгебра:

Избранные инструменты:

Генератор множества ЖюлиаИсследователь множества МандельбротаГенератор фракталов L-SystemГенератор триангуляции ДелонеГенератор диаграмм ВороногоГенератор спирографаГенератор мозаикиКалькулятор возможностей процесса Шести СигмГенератор диаграмм ПаретоКалькулятор NPS (индекс потребительской лояльности)Калькулятор удержания по когортамКалькулятор оттока клиентовКалькулятор стоимости привлечения клиента (CAC)Калькулятор пожизненной ценности клиента CLVКалькулятор коэффициента конверсииКалькулятор размера выборки A/B тестаКалькулятор Значимости A/B ТестаКалькулятор уравнения линзыКалькулятор магнитного поля проводаКалькулятор Электрического ПоляКалькулятор Закона КулонаКалькулятор закона СнеллаКалькулятор момента инерцииКалькулятор угловой скоростиКалькулятор центростремительной силыКалькулятор периода маятникаКалькулятор жёсткости пружиныКалькулятор Эффекта ДоплераКалькулятор коэффициента СортиноКалькулятор коэффициента ТрейнораКалькулятор бета акцииКалькулятор казначейских облигаций с защитой от инфляции (TIPS)Калькулятор перерасчета ипотекиКалькулятор форвардной ставкиКалькулятор дюрации облигаций (Маколея и модифицированной)Калькулятор выпуклости облигацийКалькулятор Фиксированного Индексируемого АннуитетаКалькулятор переменной рентыКалькулятор обратной ипотекиКалькулятор аннуитетных выплатСимулятор Соробан — Японские СчётыУмножение Русских КрестьянКалькулятор Ведической МатематикиКалькулятор египетского умноженияКалькулятор математики с римскими цифрамиТренажёр Устного СчётаТест на таблицу умноженияВизуализатор переноса и заёмаГенератор разложений чиселРешатель задач с монетамиКалькулятор треугольника расстояние-скорость-времяРешатель задач на совместную работуРешатель задач на смесиРешатель задач на возрастРешатель задач о встрече поездовКалькулятор гидратацииКалькулятор Калорий по ТемпуКалькулятор дозировки лекарствКалькулятор калорий алкоголяКалькулятор Рекомпозиции ТелаГенератор случайных тем для дебатовГенератор случайных имен для кошек и собакГенератор случайных библейских стиховГенератор Случайных Математических ЗадачГенератор Случайных АбзацевГенератор случайных английских предложенийКалькулятор гравия, песка и грунтаКалькулятор веса сталиКалькулятор Момента Затяжки БолтовКалькулятор Потока в ТрубахКалькулятор нагрузки балкиКонвертер Доллар ЗолотоКалькулятор Вероятности ОпционовКалькулятор сплита акцийКалькулятор ESPPКалькулятор Пени за Просрочку СчетаКалькулятор часовой ставки фрилансераКалькулятор Лизинг против ПокупкиРасширенный калькулятор разделения чаевыхГенератор Списка ВещейКалькулятор джетлагаКалькулятор Бюджета ПоездкиКалькулятор расстояния полетаКалькулятор теплопотерьКалькулятор Стоимости Выработки ЭлектроэнергииКалькулятор расхода водыКалькулятор стоимости энергии бытовых приборовКалькулятор домашнего энергоаудитаКалькулятор ROI солнечной энергииКалькулятор солнечных панелейКалькулятор компоста C:NКалькулятор Удобрения для ГазонаКалькулятор дат заморозковКалькулятор грунта для высокой грядкиКалькулятор NPK удобренияКалькулятор процента всхожести семянКалькулятор битрейта видеоТранспонировщик музыкальной тональностиBPM Тэппер для МузыкиКалькулятор размера файла фотографииКалькулятор Мегапикселей в Размер ПечатиКалькулятор кроп-фактораКалькулятор треугольника экспозицииКалькулятор буксировочной способности автомобиляКалькулятор автолизингаКалькулятор 0–60 и четверти милиКалькулятор времени зарядки электромобиляКалькулятор Запаса Хода ЭлектромобиляКалькулятор расхода топливаКонвертер Размеров ОдеждыСправочник Форматов БумагиКонвертер размера кольцаКонвертер Астрономической ЕдиницыКонвертер расхода топливаКонвертер скорости передачи данныхКонвертер крутящего момента (N·m, ft-lb, kgf-cm)Генератор зачёркнутого текстаВизуализатор пробельных символовКалькулятор Времени ЧтенияКалькулятор времени речиСчётчик абзацевСчетчик ПредложенийСчетчик СлоговКонвертер Текста в Двоичный/Hex/ASCIIГенератор изображений-заглушек Lorem PicsumГенератор файла .envГенератор команд GitКонвертер Цветовых Кодов (Все Форматы)Генератор и Проверка Bcrypt ХешейГенератор JWTГенератор CSS GridКалькулятор Численного ИнтегрированияКалькулятор Z-преобразованияКалькулятор быстрого преобразования Фурье FFTКалькулятор Тензорного ПроизведенияКалькулятор Матричной ЭкспонентыКалькулятор Жордановой Нормальной ФормыКалькулятор Колец и ПолейКалькулятор Порядка в Теории ГруппРешатель систем ОДУРешатель уравнения БернуллиКалькулятор метода ЭйлераПостроитель Поля Направлений и НаклоновРешатель ОДУ второго порядкаРешатель ОДУ первого порядкаРешатель задачи о стабильных бракахКалькулятор сетевого потока (Максимальный поток)Проверка планарного графаПроверка Гамильтонова ПутиРешатель задачи коммивояжёра (TSP)Решатель Линейного ПрограммированияКалькулятор формулы включений-исключенийРешатель Рекуррентных СоотношенийКалькулятор матрицы смежностиКалькулятор топологической сортировкиКалькулятор раскраски графовСимулятор Логических ВентилейРешатель Карты Карно (K-Map)Упроститель Булевой АлгебрыКалькулятор Функции РазбиенияКалькулятор Цифрового КорняПроверка числа ФибоначчиКалькулятор египетских дробейКалькулятор функции МёбиусаВерификатор гипотезы ГольдбахаПроверка Простого Числа МерсеннаПоиск Простых БлизнецовПроверка Дружественных ЧиселПроверка Совершенных ЧиселКалькулятор Модульного Возведения в СтепеньКалькулятор перестановок с повторениямиКалькулятор размера эффектаКалькулятор относительного рискаКалькулятор Отношения ШансовКалькулятор таблицы сопряжённостиКалькулятор Точного Теста ФишераКалькулятор ранговой корреляции СпирменаКалькулятор бета-распределенияКалькулятор распределения ВейбуллаКалькулятор Экспоненциального РаспределенияКалькулятор Геометрического РаспределенияКалькулятор отрицательного биномиального распределенияКалькулятор Гипергеометрического РаспределенияКалькулятор F-теста и F-распределенияКалькулятор теоремы БайесаКалькулятор Характеристического ПолиномаКалькулятор степени матрицыКалькулятор разложения ХолецкогоКалькулятор QR-разложенияКалькулятор диагонализации матрицыКалькулятор правила КрамераКалькулятор Столбцового ПространстваКалькулятор Нулевого ПространстваКалькулятор угла между векторамиКалькулятор Единичного ВектораКалькулятор модуля вектораКалькулятор векторного произведенияКалькулятор Скалярного ПроизведенияКалькулятор Умножения МатрицКалькулятор Обратной МатрицыКалькулятор RREF (Ступенчатая форма)Калькулятор метода НьютонаКалькулятор Матрицы ЯкобиКалькулятор Поверхностного ИнтегралаКалькулятор Криволинейного ИнтегралаКалькулятор ротораКалькулятор дивергенцииКалькулятор градиента многомерныйКалькулятор Оптимизации ИсчислениеКалькулятор Связанных СкоростейКалькулятор Мгновенной Скорости ИзмененияКалькулятор средней скорости измененияКалькулятор суммы бесконечных рядовКалькулятор Теста Сходимости РядовКалькулятор степенных рядовКалькулятор ряда МаклоренаКалькулятор правила ЛопиталяКалькулятор Несобственного ИнтегралаКалькулятор правила СимпсонаКалькулятор метода трапецийКалькулятор суммы РиманаПостроитель параметрических кривыхКалькулятор поверхности вращенияКалькулятор объёма тела вращенияКалькулятор Расстояния: Координатная ГеометрияКалькулятор формулы ГеронаКалькулятор касательной к окружностиКалькулятор Биссектрисы УглаКалькулятор Вписанной ОкружностиКалькулятор Описанной ОкружностиКалькулятор Расстояния по Дуге Большого КругаКалькулятор Расстояния 3DКалькулятор тораКалькулятор усечённого конусаКалькулятор Площади Неправильного МногоугольникаКалькулятор правильного многоугольникаОпределитель конического сеченияКалькулятор гиперболыКалькулятор параболыКалькулятор Разложения Бинома НьютонаГенератор Треугольника ПаскаляКалькулятор произведений (Пи-нотация)Калькулятор сигма нотации (суммирование)Калькулятор Теоремы о Рациональных КорняхКалькулятор правила знаков ДекартаКалькулятор Параллельных и Перпендикулярных ПрямыхКалькулятор Уравнения ПрямойКонвертер Стандартной Формы в Форму Наклон-ПересечениеКалькулятор Уравнения Прямой по Точке и НаклонуРешатель Системы Нелинейных УравненийРешение рациональных уравненийРешатель буквенных уравненийРешатель тригонометрических уравненийРешение показательных уравненийРешатель логарифмических уравненийКалькулятор уравнения четвертой степениРешатель кубического уравненияКалькулятор ОценкиКонвертер Числа в ДробьГенератор Счёта с ПропускомКалькулятор цены за единицуКалькулятор функций потолка и полаКалькулятор абсолютного значенияПоиск Числовых ЗакономерностейГенератор таблицы разрядных значенийКалькулятор порядка операций PEMDASКалькулятор сложения и вычитания столбикомКалькулятор Умножения в СтолбикГенератор таблицы умножения🎮 Конвертер игровой валюты🎲 Калькулятор вероятности дропа🎰 Калькулятор гарантии гача⚔️ Калькулятор DPS🎮 Конвертер чувствительности игр❄️ Калькулятор Снежного Дня🚚 Калькулятор стоимости переезда🔍 Проверка на плагиат📷 OCR / Текст из изображения📈 Создатель линейных графиков🥧 Создатель Круговой Диаграммы📊 Создатель столбчатых диаграмм🔊 Генератор тонов🖱️ Счётчик кликовОнлайн Блокнот⬛ Калькулятор соотношения сторон🌍 Калькулятор углеродного следа👙 Калькулятор размера бюстгальтераКалькулятор Размера ШинКалькулятор стоимости топлива💧 Калькулятор точки росы🌡️ Калькулятор индекса жары🌬️ Калькулятор ветрового охлаждения⏰ Онлайн будильник⏰ Калькулятор табеля рабочего времени📅 Калькулятор разницы дат🕐 Конвертер военного времени⏱️ Калькулятор часов⏱️ Онлайн секундомер⏱️ Таймер обратного отсчёта🌐 Конвертер часовых поясовКалькулятор ковролинаКалькулятор подпорной стеныКалькулятор мощности HVACКалькулятор утепленияКалькулятор тротуарной плиткиКалькулятор арматурыКалькулятор пиломатериаловКалькулятор площадиКалькулятор перекрёстного умноженияКалькулятор сводки пяти чиселКалькулятор перцентиляКалькулятор нормального распределенияКалькулятор p-значенияКалькулятор пропорцийКалькулятор выделения полного квадратаКалькулятор округленияКалькулятор деления столбикомСчётчик Символов Twitter/XСлучайный выбор комментариев YouTubeИзвлечение тегов YouTubeЗагрузчик миниатюр YouTubeКалькулятор доходов YouTubeГенератор случайных персонажей RPG