证明矩阵秩不等式:r(A) + r(A-E) <= n
已知A为n阶矩阵,E为n阶单位矩阵,O为n阶零矩阵,且A不等于E,A乘以(A-E)为O。证明r(A) + r(A-E) <= n。
根据已知条件,有A(A-E) = O。我们可以利用矩阵的秩的性质来证明。
首先,我们知道秩的性质:r(AB) <= min(r(A), r(B))。
假设r(A) = k,r(A-E) = m。那么根据秩的性质,有r(A(A-E)) <= min(k, m)。
由已知条件A(A-E) = O,所以r(A(A-E)) = r(O) = 0。 因此,有0 <= min(k, m)。
又因为k和m都是大于等于0的整数,所以有min(k, m) >= 0。
综上所述,有0 <= min(k, m) <= n。
根据秩的定义,r(A)表示A的列空间的维数,r(A-E)表示(A-E)的列空间的维数。
由于A和E不相等,所以A的列空间和E的列空间不完全重叠,即它们的交集维数为0。
因此,有r(A) + r(A-E) <= n。
综上所述,得证r(A) + r(A-E) <= n。
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