两个矩阵的乘积为非零 它们的 秩有什么关系

两个矩阵的乘积为非零AB=C, 它们的三者的秩有什么关系,怎么证明

关系: r(A)+r(B)<=n;

推导过程如下:

设AB = 0, A是mxn, B是nxs 矩阵;

则 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。

扩展资料:

秩性质

我们假定 A是在域 F上的 m× n矩阵并描述了上述线性映射。

只有零矩阵有秩 0 A的秩最大为 min(m,n) f是单射,当且仅当 A有秩 n(在这种情况下,我们称 A有“满列秩”)。

f是满射,当且仅当 A有秩 m(在这种情况下,我们称 A有“满行秩”)。

在方块矩阵A(就是 m= n) 的情况下,则 A是可逆的,当且仅当 A有秩 n(也就是 A有满秩)。如果 B是任何 n× k矩阵,则 AB的秩最大为 A的秩和 B的秩的小者。

即:秩(AB)≤min(秩(A),秩(B)) 推广到若干个矩阵的情况。

就是:秩(A1A2...Am)≤min(秩(A1),秩(A2),...秩(Am)) 证明:考虑矩阵的秩的线性映射的定义,令A、B对应的线性映射分别为 f和 g,则秩(AB)表示复合映射 f·g,它的象 Im f·g是 g的像 Im g在映射 f作用下的象。

然而 Im g是整个空间的一部分,因此它在映射 f作用下的象也是整个空间在映射 f作用下的象的一部分。也就是说映射 Im f·g是Im f的一部分。

对矩阵就是:秩(AB)≤秩(A)。对于另一个不等式:秩(AB)≤秩(B),考虑 Im g的一组基:(e1,e2,...,en),容易证明(f(e1),f(e2),...,f(en))生成了空间 Im f·g,于是 Im f·g的维度小于等于Im g的维度。

对矩阵就是:秩(AB)≤秩(B)。因此有:秩(AB)≤min(秩(A),秩(B))。若干个矩阵的情况证明类似。

作为 "<" 情况的一个例子,考虑积 两个因子都有秩 1,而这个积有秩 0。可以看出,等号成立当且仅当其中一个矩阵(比如说 A)对应的线性映射不减少空间的维度,即是单射,这时 A是满秩的。

于是有以下性质:如果 B是秩 n的 n× k矩阵,则 AB有同 A一样的秩。如果 C是秩 m的 l× m矩阵,则 CA有同 A一样的秩。A的秩等于 r,当且仅当存在一个可逆 m× m矩阵 X和一个可逆的 n× n矩阵 Y使得 这里的 Ir指示 r× r单位矩阵。证明可以通过高斯消去法构造性地给出。

矩阵的秩加上矩阵的零化度等于矩阵的纵列数(这就是秩-零化度定理)。

参考资料来源:百度百科--秩

参考资料来源:百度百科--矩阵

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第1个回答  推荐于2017-12-16
关系是:R(C)<=min(R(A),R(B))
证明:将A,C按列分块,
A=(a1,a2,...,an),C=(c1,c2,...,cm),
令B=(bij)
则C=AB可表示为
(c1,c2,...,cm)=(a1,a2,...,an)B
可得
cj=b1ja1+b2ja2+...+bnjan (j=1,2,...,m)
即C的列向量组可由A的列向量组线性表示,
所以C的列向量组的秩<=A的列向量的秩
即R(C)<=R(A)
同理可证R(C)<=R(B)
所以R(C)<=min(R(A),R(B))。本回答被提问者和网友采纳