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線形代数の階数の問題

nを1以上の整数とする。Aをn×nの実行列とし、Iをn×nの単位行列とする。 A∧2=Aならば、 rankA+rank(I-A)=n が成立することを示せ。 どなたか解説お願いします。

みんなの回答

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.1

任意のベクトル x について x = Ax + (I-A)x です。 x が SpanA の元 Ax と Span(I-A) の元 (I-A)x の和で 表されたことになります。 一方、Ay = (I-A)z と置いて両辺に A を掛けると、 Ay = Oz となり、Ay = (I-A)z = 0 であったことが判ります。 よって、SpanA ∩ Span(I-A) = { 0 }です。 以上より、SpanA と Span(I-A) は互いに補空間となっています。 両者の基底ベクトルの数を数えると、rankA + rank(I-A) = n です。

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