三阶实对称矩阵的秩等于2,这是因为实对称矩阵具有以下性质:它是对称的,即矩阵与其转置矩阵相等;且其特征值都是实数。对于三阶实对称矩阵,根据其性质,有以下几点可以解释为什么秩等于2:
1. 特征值分布:三阶实对称矩阵有三个特征值,其中至少有两个是不同的非零实数。因为实对称矩阵的特征值都是实数,所以这两个非零实数特征值对应的特征向量是线性无关的。
2. 线性无关特征向量:由于这两个非零实数特征值对应的特征向量线性无关,它们构成了矩阵的一个特征子空间。这个子空间是由两个线性无关的特征向量生成的,因此该子空间的维数为2。
3. 秩的定义:矩阵的秩等于其最大线性无关行(或列)的数量。在这个情况下,由于存在两个线性无关的特征向量,它们对应的行或列也是线性无关的。因此,三阶实对称矩阵的最大线性无关行或列的数量为2,即矩阵的秩为2。
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