若n阶矩阵A的平方=A,E为单位矩阵,证明A的秩+(A -E)秩=n

2024-11-19 12:31:46
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回答1:

A²-A=O
A(A-E)=O
所以
R(A)+R(A-E)<=n (1)

A+(E-A)=E
所以
n=R(E)=R(A+(E-A))<=R(A)+R(E-A)=R(A)+R(A-E)

R(A)+R(A-E)>=n (2)
由(1)(2)得
A的秩+(A -E)秩=n。

回答2:

证明: 首先证明一个引理 若AB=0,A 为n阶方阵,则有rank(A)+rank(B)<=n
证明如下:设B=(r1,r2,.....,rs)注1,2,....s为下标。 则有(A,A,....A)=0,即Ari=o,i为下标,所以ri为方程AX=0的解, 所以有r(B)<=n--r(A) ,即人=r(A)+r(B)<=n
又由题有A(A--E)=0,所以r(A)+r(A--E)<=n
又有r(A)+r(A--E)>=r(A--(A--E))=r(E)=n 所以由r(A)+r(A--E)=n

回答3:

A^2-A=0
所以f(x)=x^2-x是矩阵A的一个化零多项式
所以A的特征值是1或0
r(A)就是特征值1的个数,r(A-E)就是特征值0的个数,(因为A-E的特征值是0或-1)
所以r(A)+r(A-E)=n