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秩分解

秩分解矩陣分解的一種形式,它涉及到將一個矩陣表示為多個秩為1的矩陣之和。具體來說,如果一個矩陣的秩為r,那麼它可以表示為r個秩為1的矩陣之和,但不能表示為少於r個秩為1的矩陣之和。這是因為秩一矩陣是指存在非零n維列向量α和β,使得A=αβ^T。因此,秩分解可以看作是將一個高秩矩陣分解為一系列秩一矩陣的和,以便更好地理解矩陣的性質和進行計算。

例如,任意n階實對稱矩陣A可以寫為:

A = λ1α1α1^T + λ2α2α2^T + ... + λnαnαn^T

其中λi是A的全部特徵值,而α1, α2, ..., αn是標準正交的實n維列向量組,且滿足Aαi=λiαi。這意味著實對稱矩陣可以分解為其全部特徵值對應的秩一矩陣之和。

這種分解在數學和工程領域有著廣泛的套用,特別是在處理大型矩陣和進行降維處理時。通過將一個複雜的矩陣分解為簡單的秩一矩陣之和,可以簡化計算並揭示矩陣的本質特徵。