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关于矩阵特征值与秩的两个命题的正确性判断问询

关于矩阵特征值与秩的两个命题的正确性判断问询

我想请教一下下面这两个矩阵相关的命题到底是对还是错:

  • 命题1:设$A$是一个$4 \times 4$的实矩阵,满足$A^3=I$,那么$1$一定是$A$的特征值。
  • 命题2:设$A$是一个$5 \times 8$的实矩阵,满足$\operatorname{Nullity}\left(ATA\right)=3$,那么$\operatorname{Rank}\left(AT\right)=5$。

我的思考尝试

我自己琢磨了一下,有这样的想法:

  • 对于命题1,我觉得是正确的。因为如果$\lambda$是$A$的特征值,那么必然满足$\lambda3=1$,对这个式子变形得到$\lambda3 - 1 = 0$,因式分解后就是$(\lambda-1)(\lambda^2 + \lambda + 1)=0$,所以我觉得$\lambda=1$肯定是$A$的一个特征值。
  • 对于命题2,我也认为是正确的。首先$A^TA$是一个$8 \times 8$的实矩阵,根据秩-零度定理,$\operatorname{Rank}\left(A^TA\right)=8 - \operatorname{Nullity}\left(ATA\right)=8-3=5$。另外我记得有个结论:$\operatorname{Rank}\left(ATA\right) = \min\left{\operatorname{Rank}(A), \operatorname{Rank}\left(AT\right)\right}$,而$\operatorname{Rank}(AT)$的最大值就是$5$(因为$A$是5行的矩阵),所以就能推出$\operatorname{Rank}\left(A^T\right)=5$。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者jasmine

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最近更新时间:2026.04.23 10:22:34