矩阵乘法不会增加矩阵的秩。形式化表示如下

\[rank(AB) \le min(rank(A), rank(B))\]

证明:

A乘以B,可以看作是对B的行做线性组合,而线性组合是不会对行空间R(B)有扩充,所以$rank(AB) \le rank(B)$。

利用上面的性质,有$rank(AB)=rank(B^TA^T)\le rank(A^T) = rank(A)$。

证毕!

若A,B的列均线性独立,秩均为r。根据之前的随笔,$B^TB$与$A^TA$均可逆,所以有

\[r = rank(A^TAB^TB) \le rank(AB^TB) \le rank(AB^T) \le rank(B^T) = rank(B) = r\]

所以

\[rank(AB^T)=rank(A)=rank(B)=r\]

也就是说,按照上面形式相乘的两个矩阵,秩无变化