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线性代数a单位列向量a乘以a的转置的秩是多少为什么

作者:职业培训 时间: 2025-01-13 17:35:01 阅读:365

对于线性代数中的单位列向量$\mathbf{a}$,其满足$\mathbf{a}^T\mathbf{a} = 1$(其中$\mathbf{a}^T$是$\mathbf{a}$的转置向量),这是因为单位向量的模长为1,且其与自己的点积等于其模长的平方。

当单位列向量$\mathbf{a}$乘以它的转置$\mathbf{a}^T$时,得到的结果是一个矩阵,记作$A = \mathbf{a}\mathbf{a}^T$。这个矩阵$A$是一个方阵,其维度等于$\mathbf{a}$的维度。

由于$\mathbf{a}$是非零向量,$A$中至少有一个元素(即对角线上的元素,等于$\mathbf{a}$的模长的平方,即1)是非零的。因此,$A$的列向量(或行向量,因为$A$是对称的)是线性无关的。在矩阵理论中,一个矩阵的秩是其列向量(或行向量)中线性无关向量的最大数量。

所以,对于矩阵$A = \mathbf{a}\mathbf{a}^T$,其秩为1,因为所有列(或行)都是单位向量$\mathbf{a}$的标量倍,因此它们是线性相关的,但矩阵本身至少包含一个非零元素,所以其秩不为0。综上,$A$的秩为1。

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