根据题目条件,可知成立(其中、、分别为阶、阶、阶):
容易判断其中的两个矩阵是(对进行后可得:
这其实是,它的就是非零行的个数,所以是。又因为,所以也是。同理可证是。
):
所以,根据可知:
(1)式的左边可推出( (1)证明。假设:
根据可知,存在、和、,使得(其中、分别为阶、阶):
可以构建如下两个,并且根据可知,这两个矩阵都是:
可以进行如下的:
的也是,在中,和下面的以及中的部分一起升维成新的,因为,所以依然线性无关,同样的道理的也和上下的一起升维成新的。又因为右侧全是,所以与组成的新向量组,依然是的,所以的可能为:
还有部分,这些和上面的一起升维后,可以加入到中,它们可能被,此时保持不变;或者不能被,此时会增加。因此:
综上,以及可知:
(2)通过交换一二行可得,根据(1)的结论可知:
交换一二行是不改变的,所以:
):
(1)式的右边类似于,根据,它的就是对角线上的之和:
综合、、式可得: