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线性代数 · 第二章 行列式 · 2.5 矩阵的秩

矩阵乘积的秩与秩不等式

矩阵相乘不会凭空增加独立方向,因此乘积的秩不超过任一因子的秩。

若乘积 有意义,则 且 。把 的列向量先经过 变换,可以理解为输出方向不可能比原来的独立方向更多。这个结论常用于快速排除不可能的秩,或判断方程组和线性变换的上界。

开始自测

学完要会什么

能从 给出乘积秩的上界,并知道等号不是默认成立。

做题前先检查

  • 先检查 的阶数是否匹配;乘积无意义时不能谈 。
  • 不等式给出上界,不保证 等于两者中较小的一个。
  • 若 或 为零矩阵,则 为零矩阵,秩为 0。

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 求秩最稳妥的操作路线是什么?

提示:不要盯着所有元素找规律。

2. 初等行变换会改变秩吗?

提示:它只是在重写已有信息。

3. 秩在后续学习中代表什么?

提示:想想独立方向有多少。

关键公式

  • 基本不等式:
  • 加法上界:
  • 满列秩条件:

常见易错点

  • 把 直接当成
  • 把秩不等式的上界误读为恒等式
  • 忽略矩阵乘法本身是否有意义