Tarkastellaan lineaarisen yhtälöryhmän Ax = b ratkaisemista, kun A on mxn -matriisi.
Määritelmä. Olkoon matriisin Asingulaariarvohajotelma
sen pseudoinverssi on
missä
muodostetaan transponoimalla
ja korvaamalla singulaariarvot
,
,...,
käänteisluvuilla 1/
, 1/
,..., 1/
. Toisin sanoen, jos
niin
Lause 10.4.1 Matriisit
AA
ja A
A ovat hermiittisiä ja
AA
A = A, A
AA
= A
Jos rank(A) = n, on A:lla
vasemmanpuoleinen inverssi A
ja A
A = I
. Jos rank(A) = m, on A:llaoikeanpuoleinen inverssi ja AA
= I
.
Todistus. Olkoon r = rank(A). Suoraan laskemalla saadaan
missä I
on r x r yksikkömatriisi. Edelleen
joten AA
on Hermiten matriisi. (Samoin osoitetaan, että A
A on semmoinen.) Todistetaan jälkimmäinen lauseen
väitteistä.
Samoin voidaan osoittaa, että AA
A = A. Jos rank(A) = m,
on AA
= UIU* = I, joten A
on oikeanpuoleinen inverssi. Vastaavasti, jos
rank(A) = n, niin
A
A = V
U
U
V
= V
V
=
= I o.
Harjoitus 10.4.1 Osoita, että
on ortogonaaliprojektorimatriisi (R (A):lle).