1樓:匿名使用者
關係是:r(c)<=min(r(a),r(b))證明:將a,c按列分塊,
a=(a1,a2,...,an),c=(c1,c2,...,cm),令b=(bij)
則c=ab可表示為
(c1,c2,...,cm)=(a1,a2,...,an)b可得cj=b1ja1+b2ja2+...+bnjan (j=1,2,...,m)
即c的列向量組可由a的列向量組線性表示,
所以c的列向量組的秩<=a的列向量的秩。
即r(c)<=r(a)
同理可證r(c)<=r(b)
所以r(c)<=min(r(a),r(b))。
兩個矩陣相乘零矩陣,秩的關係
2樓:
兩種證明方法。
第一種是用分塊矩陣乘法來證明。(不太好書寫,可以見線性代數習題冊答案集);
第二種是線性方程組的解的關係來證明。
因為ab=0,所以b的每一列都是線性方程組ax=0的解。而根據線性方程組理論,ax=0的基礎解系中線性無關的解的個數(或者說解空間的維數)≤ n-r(a)。而b的列向量組是解空間的一部分,所以b的列向量組中的極大線性無關組中的向量個數(就是秩r(b))一定≤基礎解系中線性無關的解的個數,也就是≤ n-r(a),所以r(b)≤ n-r(a),從而r(a)+r(b)<=n。
兩個矩陣的乘積為零矩陣,那麼這兩個矩陣的秩之間有什麼關係?
3樓:
忘得差不多了,只記得有一個:
兩個n階矩陣的乘積為零矩陣,則兩個n階矩陣的秩之和小於等於n
兩個矩陣乘積的秩滿足的不等式有哪些
4樓:匿名使用者
1、r(a)≤min(m,n)≤m,n。
2、r(ka+lb)≤r(a)+r(b)。
3、r(ab)≤min(r(a),r(b)) ≤r(a)。
4、r(abc)≥r(ab)+r(bc)-r(b)。
5、r(ac)≥r(a) +r(c) -n上推,令b=in。
6、r(ka+lb)-n≤r(a)+r(b)-n≤r(ab)≤min(r(a),r(b))≤r(a)。
擴充套件資料:m×n矩陣的秩最大為m和n中的較小者。有儘可能大的秩的矩陣被稱為有滿秩,否則矩陣是秩不足的。
矩陣的列秩和行秩總是相等的,因此它們可以簡單地稱作矩陣a的秩。通常表示為rk(a) 或 ranka。
只有零矩陣有秩0,a的秩最大為 min(m,n) f是單射,當且僅當a有秩n(在這種情況下,我們稱 a有「滿列秩」)。
5樓:小樂笑了
行秩 = 列秩 = 秩
r(a) ≤
min(m,n) ≤ m, n
r(a+b) = r(b+a)
r(a-b) = r(b-a)
r(ka + lb) ≤ r(a) + r(b)r(ab) ≤ min(r(a), r(b)) ≤ r(a)r(b)
r(abc) ≥ r(ab) + r(bc) - r(b)frobenius(sylvester)不等式
r(ac) ≥ r(a) + r(c) - n上推,令b=inr(a+b)-n = r(b+a)-n
r(a-b)-n = r(b-a)-n
r(ka+lb)-n ≤ r(a) + r(b) - n ≤ r(ab) ≤ min(r(a), r(b)) ≤ r(a)
r(b)上推
兩個矩陣的乘積為零 它們的 秩有什麼關係
6樓:甜美志偉
關係: r(a)+r(b)<=n;
推導過程如下:
設ab = 0, a是mxn, b是nxs 矩陣;
則 b 的列向量都是 ax=0的秩;
所以 r(b)<=n-r(a);
所以 r(a)+r(b)<=n。
擴充套件資料:
秩性質我們假定 a是在域 f上的 m× n矩陣並描述了上述線性對映。
只有零矩陣有秩 0 a的秩最大為 min(m,n) f是單射,當且僅當 a有秩 n(在這種情況下,我們稱 a有「滿列秩」)。
f是滿射,當且僅當 a有秩 m(在這種情況下,我們稱 a有「滿行秩」)。
在方塊矩陣a(就是 m= n) 的情況下,則 a是可逆的,當且僅當 a有秩 n(也就是 a有滿秩)。如果 b是任何 n× k矩陣,則 ab的秩最大為 a的秩和 b的秩的小者。
即:秩(ab)≤min(秩(a),秩(b)) 推廣到若干個矩陣的情況。
就是:秩(a1a2...am)≤min(秩(a1),秩(a2),...
秩(am)) 證明:考慮矩陣的秩的線性對映的定義,令a、b對應的線性對映分別為 f和 g,則秩(ab)表示複合對映 f·g,它的象 im f·g是 g的像 im g在對映 f作用下的象。
然而 im g是整個空間的一部分,因此它在對映 f作用下的象也是整個空間在對映 f作用下的象的一部分。也就是說對映 im f·g是im f的一部分。
對矩陣就是:秩(ab)≤秩(a)。對於另一個不等式:
秩(ab)≤秩(b),考慮 im g的一組基:(e1,e2,...,en),容易證明(f(e1),f(e2),...
,f(en))生成了空間 im f·g,於是 im f·g的維度小於等於im g的維度。
對矩陣就是:秩(ab)≤秩(b)。因此有:秩(ab)≤min(秩(a),秩(b))。若干個矩陣的情況證明類似。
作為 "<" 情況的一個例子,考慮積 兩個因子都有秩 1,而這個積有秩 0。可以看出,等號成立當且僅當其中一個矩陣(比如說 a)對應的線性對映不減少空間的維度,即是單射,這時 a是滿秩的。
於是有以下性質:如果 b是秩 n的 n× k矩陣,則 ab有同 a一樣的秩。如果 c是秩 m的 l× m矩陣,則 ca有同 a一樣的秩。
a的秩等於 r,當且僅當存在一個可逆 m× m矩陣 x和一個可逆的 n× n矩陣 y使得 這裡的 ir指示 r× r單位矩陣。證明可以通過高斯消去法構造性地給出。
矩陣的秩加上矩陣的零化度等於矩陣的縱列數(這就是秩-零化度定理)。
7樓:墨陌沫默漠末
關係是r(a)+r(b)<=n。
因為ab=0,所以b的每一列都是線性
方程組ax=0的解。而根據線性方程組理論,ax=0的基礎解系中線性無關的解的個數(或者說解空間的維數)≤ n-r(a)。
而b的列向量組是解空間的一部分,所以b的列向量組中的極大線性無關組中的向量個數(就是秩r(b))一定≤基礎解系中線性無關的解的個數,也就是≤ n-r(a),所以r(b)≤ n-r(a),從而r(a)+r(b)<=n。
方陣(行數、列數相等的矩陣)的列秩和行秩總是相等的,因此它們可以簡單地稱作矩陣a的秩。通常表示為r(a),m × n矩陣的秩最大為m和n中的較小者,表示為 min(m,n)。有儘可能大的秩的矩陣被稱為有滿秩;類似的,否則矩陣是秩不足(或稱為「欠秩」)的。
設a是一組向量,定義a的極大無關組中向量的個數為a的秩。
定義1、在m*n矩陣a中,任意決定k行和k列交叉點上的元素構成a的一個k階子矩陣,此子矩陣的行列式,稱為a的一個k階子式。
例如,在階梯形矩陣中,選定1,3行和3,4列,它們交叉點上的元素所組成的2階子矩陣的行列式 就是矩陣a的一個2階子式。
定義2、a=(aij)m×n的不為零的子式的最大階數稱為矩陣a的秩,記作ra,或ranka或r(a)。
特別規定零矩陣的秩為零。
顯然ra≤min(m,n) 易得:
若a中至少有一個r階子式不等於零,且在r由定義直接可得n階可逆矩陣的秩為n,通常又將可逆矩陣稱為滿秩矩陣, det(a)≠0;不滿秩矩陣就是奇異矩陣,det(a)=0。
由行列式的性質1(1.5)知,矩陣a的轉置at的秩與a的秩是一樣的。
8樓:匿名使用者
它們的秩序關係是一個數字乘以零
9樓:匿名使用者
設ab = 0, a是mxn, b是nxs 矩陣則 b 的列向量都是 ax=0 的解
所以 r(b)<=n-r(a)
所以 r(a)+r(b)<=n
10樓:電燈劍客
如果a是mxn的矩陣,b是nxk的矩陣,ab=0,那麼rank(a)+rank(b)<=n
11樓:alone丶
關係是:r(c)。。。。
矩陣的秩與特徵值有什麼關係
12樓:景田不是百歲山
1、方陣a不滿秩等價於a有零特徵值。
2、a的秩不小於a的非零特徵值的個數。
線性變換秩是多少,就一定找到有多少個線性無關的特徵向量。因為一個特徵向量只能屬於一個特徵值,所以有多少個線性無關的特徵向量,就有多少個特徵值(不管特徵值是不是一樣)。這裡有n個1,都是一樣的(從特徵多項式也知道有n個重根)。
因為非退化的線性替換不改變空間的維數,不改變矩陣的秩。
13樓:匿名使用者
這是因為,矩陣a的相似對角矩陣的主對角元都是矩陣a的特徵值,又因為矩陣a的秩與它的相似對角陣的秩相等,因此,如果矩陣a的秩為n,那麼它就有n個非零特徵值。
14樓:匿名使用者
為討論方便,設a為m階方陣
證明:設方陣a的秩為n
因為任何矩陣都可以通過一系列初等變換,變成形如
1 0 … 0 … 0
0 1 … 0 … 0
…………………
0 0 … 1 … 0
0 0 … 0 … 0
…………………
0 0 … 0 … 0
的矩陣,稱為矩陣的標準形(注:這不是二次型的對稱矩陣提到的標準形)
本題討論的是方陣,就是可以通過一系列初等行變換的標準形為
主對角線前若干個是1;其餘的是若干個0
以及除對角線以外的元素都是0。設a的標準形為b
因為「m×m階矩陣構成的數域p上的線性空間」與
「該線性空間上的全體線性變換在數域p上的線性空間」同構。
所以研究得到線性空間的性質可以照搬到線性變換空間上應用,
從同構的意義上說,他們是「無差別」的。
(由於線性變換符號的字型不能單獨以花體字型區別,所以
用形如「線性變換a」,表示線性變換
用形如「矩陣a」,表示線性變換的矩陣)
前面知識應該提到的內容:
一系列初等矩陣的乘積是非退化的,初等變換不改變矩陣的秩,初等變換是可逆的
所以矩陣b的秩(1的個數),就是矩陣a的秩,就是n
因為可逆且不改變秩,所以討論矩陣b的情況,可以應用到矩陣a上。
我們隨即看到,
如果線性變換b(或者說矩陣b)的秩是n,則線性變換b就是
對線性空間的前n個基做恆等對映(因為基向量組沒有秩序,我們取前n個不會有原則性的問題)
後m-n個基做零變換,所構成的線性變換,線性變換b的特徵多項式是(λ-1)^n
就可以快速找到n個線性無關的特徵向量,這些特徵向量直接取線性空間的前n個基就可以了。
我們得到的結論是,線性變換b秩是多少,就一定找到有多少個線性無關的特徵向量。
因為一個特徵向量只能屬於一個特徵值,
所以有多少個線性無關的特徵向量,就有多少個特徵值(不管你的特徵值是不是一樣)
這裡有n個1,都是一樣的(從特徵多項式也知道有n個重根)
因為非退化的線性替換不改變空間的維數,不改變矩陣的秩。
下面我們解釋重根為什麼按重數計算,對矩陣b做初等行變換,
第i行乘以數域p上的數k≠1(當然,如果k=1純屬脫褲子放屁),
我們的特徵多項式變為(λ-1)^(n-1)*(λ-k),
其它初等變換相應類推。
借用學物理的思維,一個變換莫測的關係中,尋找守恆量是什麼?這個是有意義的。
而做這樣的非退化的線性變換變換,雖然特徵值會隨之改變,
但是守恆量是一定能找到n個線性無關的特徵向量,其個數就是矩陣b(線性變換b)的秩是不變的。
這樣我們就發現了守恆量,至於屬於不同特徵向量的特徵值是否相等,純屬巧合,無意義。
有多少個碰巧相等的都無所謂,有多少個相等(相當於特徵多項式的幾次方),就當然重複計算。
最後來一個問題的封閉,題目說的是方陣a
這個簡單,將矩陣b做一系列初等行變換,雖然特徵多項式改變了,線性變換改變了,
特徵多項式也變了,但是我們發現的守恆量n,是不變的。
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