因为若m*n矩阵A的的秩R(A)=r,则n元齐次线性方程组Ax=0的解集S的秩Rs=n–r。根据此定理,题中已证明了线性方程组Ax=0与(ATA)x=0由相同的解集(同解),因此n–R(A)=n-R(ATA),R(A)=R(ATA)。至于题主提到的问题,就是因为(ATA)x=0,所以ATAx是零矩阵,零矩阵乘以任何矩阵依然为零矩阵。
两边同乘以一个矩阵,右面是零阵,零阵乘以任何矩阵为零阵。