如何證明反對稱矩陣的秩一定為偶數呀 ?

時間 2021-11-06 01:26:09

1樓:穩重

首先做一點補充,這個反對稱矩陣對應的域的特徵應滿足 ,否則取 矩陣 ,它也是反對稱矩陣,而它的秩為奇數(在這個域裡面 )

其次,考慮到反對稱矩陣的性質,我們自然有這樣的想法:如果 ,那麼 ,從而

如果 呢?

讓我們介紹乙個利用初等行列變換的方法

引理:,若 的前 行、前 列線性無關,那麼由前 行前 列組成的 階方陣滿秩

證明:由矩陣秩和行列向量組的秩的關係,我們知道前 行、前 列構成的向量組為極大無關部分組,剩下的 行向量, 列向量都可以被它們線性表出,於是經過初等行列變換,我們可以把矩陣化為這種形式: (帶括號是因為可能有 本身滿秩),同時 的秩不變,而此時 ,引理得證

最後回到題目,令 為反對稱矩陣,我們可以通過行列調換在不改變反對稱性的前提下(文末證明),將A化為 的形式,其中 , 滿足引理的條件,故

由矩陣轉置的行列式不變 ,有

由 為反對稱矩陣,有 ,從而

由此可知 為偶數,命題得證

對於行列調換的補充:首先,我們可以在 行中找到線性無關的 行,將行標從小到大依次記作 ,然後,我們將第行和第 行調換位置,再將第 列和第 列調換位置,我們可以證明此時反對稱性不變,依次進行下去,最後將第 行列和第 列互換,得到我們想要的形式.

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