1樓:潛心篤志丶
證明值域空間和零空間正交,需汪凱脊要證明以下兩個結論:
1、值域空間和零空間是正交的:即值域空間和零空困滲間的所有向量之間滿足正交條件,即任意兩個向量的內積等於0。
2、值域空間和零空間都是線性無關的:即值域空間和零空間分別由線性無關的向量所組成,不存在某個向量可以由其他向量線性表示的情況。
為了證明以上兩個結論,我們可以假設乙個矩陣a,它的行空間為值域空間,列空間為零空間,對於任意兩個向量x∈值域空間,y∈零空間,有:
ax=0;aty=0;
則有:xty=ytx=0,說明值域空間和零空間的任意兩個向量之間滿足正交條件,即值域空間和零空間是正交的。
而值域空間和零孫罩空間都是線性無關的,可以由以下理論證明:
若a的行空間(值域空間)和列空間(零空間)中的任意乙個向量都可以由另乙個向量線性表示,則a的行秩等於a的列秩,而a的秩不可能大於a的行數或列數,即a的行秩不可能等於a的列數,從而值域空間和零空間都是線性無關的。
由以上分析可以得出,值域空間和零空間正交的結論是正確的。
2樓:亨你所想
值域空間與零空間正交的證明方法有三種:
1、藉助矩陣分解的方法:假設給定的一組向量組成的集合為v,將v分解為兩個子集v1和v2,分別組成值域空間和零空間,任意向量v∈v可以通過v=v1+v2的形式表示出來,殲畢喚其中v1∈v1,v2∈v2,則v1和v2的向量組成的子集是正交的。
2、藉助內積的方法:若v1和v2是正交的,則任意u∈v1,v∈v2,則有?u,v?=0,即內積等於零,也證明了v1和v2正交。
3、藉助投影的方法:投影就是將乙個向量投影到另乙個向量上,若v1和v2正交,則任意u∈v1,v∈v2,則有∥uhv∥=0,即u投氏凱影到v上,投影值為零,也證數廳明瞭v1和v2正交。
以上就是值域空間和零空間正交的三種證明方法。
請求幫助,矩陣的值域空間是什麼,值域空間的正交空間是什麼?求教
3樓:網友
這裡涉及到矩陣的四個基本空間,即矩陣a的值域空間,零空間和矩陣a』的值域空間和零空間。\
設a是m*n的矩陣,稱其列向量構成的子空間為a的值域空間,r(a),即任意n*1維的向量x,有ax=b,b是a值域空間中的乙個元素,所有的b構成了a的值域空間。a的零空間由所有滿足方程ax=0的x構成,n(a)。同理我們也可以得到a『的值域空間和零空間。
關於正交空間,其定義為:設m是內積空間v的子空間,n為m的正交空間,那麼n中的任意向量均與m中的任意向量正交,即。
n=矩陣a的值域空間的正交空間是其轉置a'的零空間。證明如下:
設x屬於r(a)的正交空間,那麼便存在=0,此處的ay用於表示r(a),進而可以得到:y'a'x=0,此處用到了轉置的運算性質(ab)』=b『a』。而根皮跡知盯據y'a'x=0,我們可以得到=0,由y取值的任意性,我們可以得到a'x=0,即x屬於燃猛並a』的零空間n(a'),進而得到r(a)的正交空間是n(a')的結論。
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