實對稱矩陣在數學中扮演著關鍵角色,因其對角化和正交對角化特性備受矚目。本文探討的核心問題是:實對稱矩陣是否一定滿秩。答案是肯定的,除非它是零矩陣。
首先,回顧實對稱矩陣的定義,即矩陣與其轉置相等($A=A^T$),且元素為實數。這些矩陣擁有對角化的能力,其特征值構成的向量組是正交的,且對角化可以通過正交變換實現。
秩是矩陣的一個關鍵屬性,表示行向量或列向量的最大線性無關集合的元素數量。對于實對稱矩陣,其秩等于特征值的數量,因為沒有虛特征值存在。如果特征值全為非零,那么矩陣的秩就等于矩陣的階數,即滿秩。
舉例來說,考慮矩陣$$A=egin{bmatrix}1&2&3\
2&4&5\
3&5&6\
end{bmatrix}$$,其特征值為$0,1,10$,對應的特征向量線性無關,證明了矩陣是滿秩的。總結起來,實對稱矩陣滿秩的結論對于理解和解決相關問題提供了有力支持。