在矩阵理论中,矩阵 \( A \) 的转置矩阵 \( A^T \) 的秩等于 \( A \) 的秩,这是由矩阵的秩的性质决定的。具体原因如下:
1. 线性变换的不变性:矩阵 \( A \) 和 \( A^T \) 都代表相同的线性变换。线性变换的秩是指该变换能够保持线性独立性的最大维数。由于 \( A \) 和 \( A^T \) 实现的是相同的线性变换,因此它们的秩必然相等。
2. 满秩性:一个矩阵是满秩的,如果它的秩等于其行数或列数。对于 \( A \) 和 \( A^T \),它们的行数和列数是互换的,但行列式的值(在实数域中)保持不变,这意味着它们都是满秩的。
3. 奇异值分解:矩阵 \( A \) 和 \( A^T \) 的奇异值分解(SVD)相同,即 \( A = U\Sigma V^T \) 和 \( A^T = V\Sigma^T U^T \)。由于 \( \Sigma \)(奇异值对角矩阵)在 \( A \) 和 \( A^T \) 中的位置不变,其非零奇异值的数量也不变,因此它们的秩相同。
4. 行空间和列空间:矩阵的秩等于其行空间或列空间的维数。由于 \( A \) 和 \( A^T \) 的行空间和列空间是相同的(只是基向量的顺序不同),所以它们的秩相同。
综上所述,矩阵 \( A \) 的转置矩阵 \( A^T \) 的秩等于 \( A \) 的秩。
【考研刷题通】——考研路上的得力助手,涵盖政治、英语、数学等全部考研科目刷题,助你高效备考,轻松通关!立即体验,开启你的考研刷题之旅!📚💪【考研刷题通】🎓