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秩等于A的转置秩吗

A是实矩阵就可以实矩阵是指A中元素都是实数不一定是对称矩阵,此时r(A^TA)=r(A)证明方法是用齐次线性方程组AX=0与A^TAX=0.

秩(rank)是矩阵的一个重要概念,表示矩阵中线性无关的行或列的最大个数。对于矩阵A和它的转置矩阵A的转置(记作A^T),有如下结论:

当A是一个m×n的矩阵时,A的秩(记作r(A))等于A乘A的转置(AA^T)的秩(记作r(AA^T))。同时,AA^T也是一个m×m的矩阵。

这个结论可以通过线性代数中秩的定义和矩阵乘法的性质来证明。

设A是一个m×n的矩阵,B是一个n×m的矩阵。矩阵乘积C=AB是一个m×m的矩阵。

根据秩的定义,r(A)是A中线性无关的行或列的最大个数,r(AA^T)是AA^T中线性无关的行或列的最大个数。

对于矩阵乘积C=AB,根据矩阵乘法的性质,C的行向量是A的行向量与B的列向量的线性组合。当C的行向量线性无关时,其线性无关的行的最大个数等于r(C)。

现在考虑C=AA^T,它的行向量是A的每一行与A^T的每一列的点乘结果。由于矩阵转置后的行向量等于原矩阵的列向量,所以C的行向量等于A的每一行与A的每一列的点乘结果。因此,C的行向量的线性无关性与A的行向量的线性无关性相同。

因此,r(A)=r(C)=r(AA^T),所以A的秩等于A乘A的转置的秩。

这个结论在线性代数中经常被使用,它与矩阵的内积和正定性等概念密切相关,并在各种应用中得到广泛的应用。

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