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文档简介

第十讲 满秩分解1. 定义:设,若存在矩阵及,使得则称上式为的满秩分解.说明:(1)为列满秩矩阵,即列数等于秩;为行满秩矩阵,即行数等于秩.(2)满秩分解不唯一:(阶可逆方阵),则 ,且.(3)当是满秩(列满秩或行满秩)矩阵时,可分解为一个因子是单位矩阵,另一个因子是本身,即或,称此满秩分解为平凡分解.2. 定理1 存在性定理:任何非零矩阵均存在满秩分解.证:采用构造性证明方法.设,则存在初等变换矩阵(即初等矩阵的乘积),(即对进行初等行变换) 使 , 其中将写成,并把分块成,其中, 是满秩分解. 证毕 例1. 求矩阵的满秩分解.解:对进行初等行变换,当所在的位置成为阶梯形矩阵时,则所在的位置就是进行初等行变换对应的初等矩阵的乘积.,所以 ,于是,可求得 ,于是有 .3. Hermite标准形(行最简形)定义 设,且满足(1)的前行中每一行至少含一个非零元素(称为非零行),且第一个非零元素为1,而后行的元素全为零(称为零行);(2)若中第行的第一个非零元素1在第列,则;(3)矩阵的第列,第列,第列恰为阶单位矩阵的前列(即列上除了前述的1外全为0),则称为Hermite标准形。例2. 为Hermite标准形;也是Hermite标准形.4. 满秩分解的一种简便求法定理2 设的Hermite标准形为,那么,在的满秩分解式中,可取为的列构成的矩阵,为的前行构成的矩阵.证: 由知,存在阶可逆矩阵,使得 或者 , ,将分块为,可得满秩分解,其中为的前行构成的矩阵.下面确定列满秩矩阵.作阶置换矩阵 ,划分 ,则有,其中.再由可得,即为的前列构成的矩阵,也就是的列构成的矩阵. 证毕.例3. 求矩阵的满秩分解.解:(1)施行初等行变换将化为Hermite标准形(行最简形). ,于是的满秩分解为.例4. 求矩阵

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