矩阵A的秩等于其转置矩阵A^T的秩,这是因为矩阵的行秩与列秩相等,通常被称为矩阵A的秩。对于一个m*n的矩阵A,它的秩等于它的行秩也等于它的列秩。当我们将矩阵A转置为A^T时,行秩和列秩互换,因此r(A) = r(A^T)。
进一步地,我们可以从解线性方程的角度来理解这一性质。设AX=0为矩阵A的齐次线性方程,那么其解集是A的所有零空间。对于转置矩阵A^T,我们有AT*AX=0,这意味着AT*AX=0的解集是A的零空间的一个子集。当我们将AT*AX=0左右两边乘以X^T时,考虑到矩阵乘法规则,我们得到(AX)^T*AX=0,即AX=0。因此,AT*AX=0的解必定也是AX=0的解。
由于两个方程有相同的解,我们可以得出结论n-r(ATA) = n-r(A)。这里,r(A)表示矩阵A的秩,r(ATA)表示矩阵ATA的秩。由于矩阵A^T与A具有相同的秩,r(A^T) = r(A),进一步得出r(ATA) = r(A)。因此,矩阵A的秩等于其转置矩阵A^T的秩。
简而言之,矩阵A的秩等于其转置矩阵A^T的秩,这是因为矩阵的列秩和行秩相等,且通过解线性方程的角度可以验证这一性质。
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