兩個矩陣的乘積為零它們的秩有什麼關係

2021-03-05 08:00:05 字數 4390 閱讀 9537

1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)表示復合對映 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)。對於另乙個不等式:

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 "<" 情況的乙個例子,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乙個矩陣(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,當且僅當存在乙個可逆 m× m矩陣 x和乙個可逆的 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)。

2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)。有盡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的乙個k階子矩陣,此子矩陣的行列式,稱為a的乙個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的乙個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中至少有乙個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。

3樓:匿名使用者

它們的秩序關係是乙個數字乘以零

4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

5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

6樓:alone丶

關係是:r(c)。。。。

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?

7樓:

忘得差不多了,只記得有乙個:

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

兩個矩陣相乘零矩陣,秩的關係

8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。

兩個矩陣的乘積為非零 它們的 秩有什麼關係

9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))。

兩個矩陣相乘的秩

10樓:夢想隊員

定理:如果ab=0,則秩(a)+秩(b)≤n。

證明:將矩陣b的列向量記為bi。∵ab=0,所∴abi=0,∴bi為ax=0的解。

∵ax=0的基礎解系含有n-秩(a)個線性無關的解,∴秩(b)≤n-秩(a),

即秩(a)+秩(b)≤n。

ps:這個結論在證明或者選擇填空中都經常用到,需要記住並應用~

11樓:橋蘭英夙緞

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。

兩非零矩陣相乘等於零,則他們的秩滿足

12樓:匿名使用者

設 a,b分別是 m*s, s*n 矩陣

若 ab = 0

則 b 的列向量都是 ax = 0的解

所以 r(b) 所以 r(a)+r(b)

滿意請採納^_^

13樓:匿名使用者

r(a)+r(b) <= s

兩個矩陣相乘後的秩和兩個矩陣的秩相乘的結果一樣嗎

14樓:電燈劍客

這個顯然是錯的,考慮兩個n階單位陣相乘

15樓:圭虎貿依絲

定理:如果ab=0,則秩(a)+秩(b)≤n。

證明:將矩陣b的列向量記為bi。∵ab=0,所∴abi=0,∴bi為ax=0的解。

∵ax=0的基礎解系含有n-秩(a)個線性無關的解,∴秩(b)≤n-秩(a),

即秩(a)+秩(b)≤n。

ps:這個結論在證明或者選擇填空中都經常用到,需要記住並應用~

兩個矩陣的乘積為零它們的秩有什麼關係

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 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?忘得差不多了,只記得有乙個 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...

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矩陣a與b相似,則b p 1 ap,可逆矩陣是初等陣的乘積,所以a可以經過初等變換化為b,而初等變換不改變矩陣的秩,所以r b r a p 1 表示p的 1次冪,也就是p的逆矩陣 矩陣a與b相似,必須同時具備兩個條件 1 矩陣a與b不僅為同型矩陣,而且是方陣。2 存在n階可逆矩陣p,使得p 1ap ...

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這個太寬泛了,我給bai你幾du個常用的吧,首先線性方程組zhi有解要求係數dao矩陣和增光版矩陣的秩想當。其次,兩矩 權陣相似或者等價,秩相等。若a和對角矩陣相似,則和對角矩陣秩相等。兩個合同矩陣秩相等。兩個最高端子式子不為零的階數相等的矩陣秩相等。等等。兩個同型係數矩陣所組成的同解齊次方程,他們...