题目
设A是m×n矩阵,C是n阶可逆矩阵,矩阵A的秩为r,矩阵B=AC的秩为r_(1),则( )A. r>r_(1)B. r<r_(1)C. r=r_(1)D. r与r_(1)的关系依C而定
设A是m×n矩阵,C是n阶可逆矩阵,矩阵A的秩为r,矩阵B=AC的秩为$$r_{1}$$,则( )
A. r>$$r_{1}$$
B. r<$$r_{1}$$
C. r=$$r_{1}$$
D. r与$$r_{1}$$的关系依C而定
题目解答
答案
C. r=$$r_{1}$$
解析
考查要点:本题主要考查矩阵乘法对秩的影响,特别是当乘以可逆矩阵时秩的变化规律。
解题核心思路:
- 可逆矩阵的性质:可逆矩阵作为变换矩阵时,不会改变原矩阵的秩。
- 矩阵乘积的秩:若矩阵$C$可逆,则$AC$的秩与$A$的秩相等。
- 关键结论:右乘可逆矩阵相当于对原矩阵进行列变换,而列变换不改变矩阵的秩。
矩阵乘积的秩性质
-
可逆矩阵的作用:
矩阵$C$是$n$阶可逆矩阵,因此其秩为$n$。根据矩阵乘积的秩性质,右乘可逆矩阵不会改变原矩阵的秩,即:
$\text{rank}(AC) = \text{rank}(A)$ -
初等变换的视角:
可逆矩阵$C$可以分解为初等矩阵的乘积,因此$AC$相当于对$A$进行一系列列变换。由于初等变换不改变矩阵的秩,故$\text{rank}(AC) = \text{rank}(A)$。 -
秩的不等式验证:
根据秩的不等式$\text{rank}(AC) \geq \text{rank}(A) + \text{rank}(C) - n$,代入$\text{rank}(C) = n$得:
$\text{rank}(AC) \geq \text{rank}(A)$
同时,$\text{rank}(AC) \leq \text{rank}(A)$,因此$\text{rank}(AC) = \text{rank}(A)$。
结论
综上,矩阵$B = AC$的秩$r_1$等于原矩阵$A$的秩$r$,故选C。