结构推理 设A为m×n实矩阵.证明:对于任何m维实的非零列向量b,非齐次线性方程组ATAx=ATb必有解.
【正确答案】证 根据非齐次线性方程组有解的判定定理,只要证
   r(ATA)=r[ATA|ATb]
   由于    r(ATA)≤r[ATA|ATb]
   故只要证    r[ATA|ATb]≤r(ATA)
   利用乘积矩阵的秩不大于每个因子矩阵的秩(3-55题)的结论,有
   r[ATA|ATb]=r(AT[A|b])≤r(AT)
   再由3-56题,有r(AT)=r(ATA),故得
   r[ATA|ATb]≤r(ATA)
【答案解析】在最小二乘问题中,称方程组ATAx=ATb为方程组Ax=b的正规方程.本题说明:正规方程总是有解的.