關於秩的等式與不等式總結

2021-07-23 16:46:51 字數 1881 閱讀 7323

回歸到秩的本質:組成矩陣的線性無關向量個數。am

xn本身1)0

≤r(a

)≤mi

n

m決定了階梯向下的數目,n決定了向右的數目,較小的值決定了總數目的最大值。

2)r(

ka)=

r(a)

倍乘不改變秩的大小

3)r(

a)=r

(at)

=r(a

at)=

r(at

a)

這是乙個可以考察的證明。

思路:構造ax

=0;a

tax=

0

若同解,則命題得證。 若α

是ax=0

的任一解,aα

=0,則at

aα=0

也是at

ax=0

的解。 若β

是atax=0

的任一解,at

aβ=0

,左乘乙個βt

,則βt

ataβ

=0→(

aβ)t

aβ=0

→||a

β||2

=0→a

β=0 所以,

β 是ax

=0的解。

這是乙個很酷的性質。轉置矩陣像是原矩陣的最好的朋友,不改自己的脊梁。因此兩個核心相同的矩陣乘到一起仍是同樣的秩。4)r

(an)

=r(a

n+1)

=r(a

n+2)

...;

a必須是

可逆矩陣

舉個a不是可逆矩陣的例子: a2

=⎡⎣⎢

⎢000

0008

00⎤⎦

⎥⎥→a

3=⎡⎣

⎢⎢00

0000

000⎤

⎦⎥⎥

可見:r(a

2)=1

,r(a

3)=0

5)關於a+b: r(

a+b)

≤r(a

)+r(

b)

6)這是本篇文章的起因;關於a

∗ r

(a∗)

=⎧⎩⎨

⎪⎪n,

1,0,

r(a)

=nr(

a)=n

−1r(

a)1

|a

∗|=|

a|n−

1 ,這個很容易證明:aa

∗=|a

|e→|

aa∗|

=|a|

|a∗|

=|a|

n→|a

∗|=|

a|n−

1

當|a| 不等於0時,伴隨矩陣必然可逆。當r

(a)1 ,就意味著任意n-1階子式全為0,由伴隨矩陣的組成成分ai

j=0 ,所以r(

a∗)=

0 當

r(a)

=n−1

時,|a

|=0,

aa∗=

0→r(

a)+r

(a∗)

≤n→r

(a∗)

≤1又因為存在n-1階子式不為0,則a∗

一定不為0,於是r(

a∗)≥

1

綜合得到r(

a∗)=

1

待補充ab形式的秩的不等式。

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