可逆矩阵的秩等于其阶数吗

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ltwhka椰汁西米陆
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可逆矩阵的秩等于其阶数。

矩阵A为n阶方阵,若存在n阶矩阵B,使得矩阵A、B的乘积为单位阵,则称A为可逆阵,B为A的逆矩阵。若方阵的逆阵存在,则称为可逆矩阵或非奇异矩阵9,且其逆矩阵唯一。设A是n阶矩阵,若r(A)= n,则称A为满秩矩阵。但满秩不局限于n阶矩阵。

若矩阵秩等于行数,称为行满秩;若矩阵秩等于列数,称为列满秩。既是行满秩又是列满秩则为n阶矩阵即n阶方阵。行满秩矩阵就是行向量线性无关,列满秩矩阵就是列向量线性无关;所以如果是方阵,行满秩矩阵与列满秩矩阵是等价的。

在矩阵的乘法中,有一种矩阵起着特殊的作用,如同数的乘法中的1,称这种矩阵为单位矩阵,简称单位阵。它是个方阵,除左上角到右下角的对角线(称为主对角线)上的元素均为1以外全都为0可用将系数矩阵转化成单位矩阵的方法解线性方程组。

用初等行变换将矩阵A化为阶梯形矩阵,则矩阵中非零行的个数就定义为这个矩阵的秩,记为r(A),根据这个定义,矩阵的秩可以通过初等行变换求得。需要注意的是,矩阵的阶梯形并不是唯一的,但是阶梯形中非零行的个数总是一致的。

矩阵的秩要点总结:

秩最直观的就是化简为行最简形或等价标准形来直接看出来,而这两种形状最常见的用途就是用来解矩阵对应的线性方程组的解,所以遇到秩可以往对应的AX=О齐次方程组上靠。

矩阵的秩还反映了矩阵中线性无关的向量数量→矩阵行、列空间的维数等于秩,即 dim(R(A))= dim(C(A))= rankA秩与特征值之间完全没有关系,但是和特征值的数量有一点关系:矩阵的秩≥其非零特征值个数。

相等情况:矩阵可以相似对角化,易得相似变换不改变秩所以对角矩阵的秩=其对角线非零元素个数=矩阵非零特征值个数。

一般情况:矩阵相似于Jordan标准形,零特征值对应的Jordan块可能不是零矩阵所以就占用了秩,导致非零特征值减少。

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