设A是m×n阶实矩阵,证明: r(ATA)=r(A);

admin2016-07-22  32

问题 设A是m×n阶实矩阵,证明:
r(ATA)=r(A);

选项

答案设r(A)=r1,r(ATA)=r2,由于AX=0的解都满足(ATA)X=AT(AX)=0,故AX=0的基础解系(含n-r1个无关解)含于ATAX=0的某个基础解系(含n-r2个无关解)之中,所以n-r1≤n-r2,故有r2≤r1,即 r(ATA)≤r(A). ① 又当ATAX=0时(X为实向量),必有XTATAX=0,即(AX)TAX=0,设AX=[b1,b2,…,bm]T,则(AX)T(AX)=[*],必有b1=b2=…=bm=0,即AX=0,故方程组ATAX=0的解必满足方程组Ax=0,从而有 n-r(ATA)≤≤n-r(A), r(A)≤r(ATA). ② 由①,②得证r(A)=r(ATA).

解析
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