a是可逆矩阵,则r(ab)=r(b)
时间: 2023-09-08 13:01:45 浏览: 530
要证明在矩阵乘法中,如果矩阵A是可逆矩阵,则对于任意矩阵B,有r(AB)=r(B)。
首先,我们知道,矩阵的秩是指矩阵中非零行的最大线性无关组的行数。设矩阵B的秩为r,即r(B) = r。
我们知道可逆矩阵A满足AA^-1=I,其中I为单位矩阵。假设矩阵B的列向量为x1, x2, ..., xn,那么有如下关系:
AB(x1, x2, ..., xn) = (Ax1, Ax2, ..., Axn) = (y1, y2, ..., yn)
其中,y1, y2, ..., yn为矩阵A左乘矩阵B后的列向量。
假设y1, y2, ..., yn中的某一个列向量yi可以由其余列向量表示,则存在实数c1, c2, ..., cn-1,使得:
yi = ∑ciyj, j≠i,其中∑表示求和。
那么根据矩阵乘法的定义,我们有:
Ax1 = ∑ciAxj, j≠1
Ax2 = ∑ciAxj, j≠2
...
Axi = ∑ciAxj, j≠i
...
Axn = ∑ciAxj, j≠n
由于矩阵A是可逆矩阵,所以我们可以将等式两边同时左乘A^-1,得到:
x1 = ∑ciAxj(A^-1), j≠1
x2 = ∑ciAxj(A^-1), j≠2
...
xi = ∑ciAxj(A^-1), j≠i
...
xn = ∑ciAxj(A^-1), j≠n
上述等式表明,矩阵B的列向量x1, x2, ..., xn可以由其余列向量表示,即在矩阵B中存在部分列可以被其他列线性表示。
根据秩的定义,矩阵B中存在r个列向量x1, x2, ..., xr,它们线性无关,因此,在将这r个列向量A左乘A^-1之后,仍然是线性无关的。
因此,矩阵AB的秩为r,即r(AB) = r。
综上所述,可逆矩阵A满足r(AB)=r(B)。
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