已阅读5页,还剩11页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
4.2 向量组的线性相关性,上页,下页,铃,结束,返回,补充例题,首页,向量组的线性相关与线性无关 给定向量组A a1 a2 am 如果存在不全为零的数k1 k2 km 使 k1a1k2a2 kmam0 则称向量组A是线性相关的 否则称它线性无关,向量组的线性相关与线性无关 给定向量组A a1 a2 am 如果存在不全为零的数k1 k2 km 使 k1a1k2a2 kmam0 则称向量组A是线性相关的 否则称它线性无关,显然有 (1)含零向量的向量组必线性相关 (2)一个向量a线性相关 a0 (3)两个非零向量a1 a2线性相关 a1ka2(即对应分量成比例),向量组a1 a2线性相关的几何意义是这两个向量共线,下页,向量组的线性相关与线性无关 给定向量组A a1 a2 am 如果存在不全为零的数k1 k2 km 使 k1a1k2a2 kmam0 则称向量组A是线性相关的 否则称它线性无关,向量组A a1 a2 am(m2)线性相关 也就是在向量组A中至少有一个向量能由其余m1个向量线性表示,这是因为,如果向量组A线性相关 则有 k1a1k2a2 kmam0 其中k1 k2 km不全为0 不妨设k10 于是 a1(1/k1)(k2a2 kmam) 即a1能由a2 am线性表示,下页,向量组的线性相关与线性无关 给定向量组A a1 a2 am 如果存在不全为零的数k1 k2 km 使 k1a1k2a2 kmam0 则称向量组A是线性相关的 否则称它线性无关,向量组A a1 a2 am(m2)线性相关 也就是在向量组A中至少有一个向量能由其余m1个向量线性表示,这是因为,如果向量组A中有某个向量(不妨设am)能由其余m1个向量线性表示 即有1 2 m1 使 am1a12a2 m1am1 于是 1a12a2 m1am1(1)am0 因为1 2 m1 1不全为0 所以向量组A线性相关,下页,向量组的线性相关与线性无关 给定向量组A a1 a2 am 如果存在不全为零的数k1 k2 km 使 k1a1k2a2 kmam0 则称向量组A是线性相关的 否则称它线性无关,定理1 向量组a1 a2 am线性相关的充分必要条件是它所构成的矩阵A(a1 a2 am)的秩小于向量个数m 向量组线性无关的充分必要条件是R(A)m,这是因为 向量组A a1 a2 am线性相关 x1a1x2a2 xmam0即Ax0有非零解 R(A)m,下页,n维单位坐标向量组构成的矩阵为 E(e1 e2 en) 是n阶单位矩阵 由|E|10 知R(E)n 即R(E)等于向量组中向量个数 所以此向量组是线性无关的,例1 试讨论n维单位坐标向量组的线性相关性,解,向量组a1 a2 am线性无关R(a1 a2 am)m,下页,提示,例2 已知 a1(1 1 1)T a2(0 2 5)T a3(2 4 7)T 试讨论向量组a1 a2 a3及向量组a1 a2的线性相关性,对矩阵(a1 a2 a3)施行初等行变换变成行阶梯形矩阵 即可同时看出矩阵(a1 a2 a3)及(a1 a2)的秩,解,n维单位坐标向量组e1 e2 en是线性无关的,对矩阵(a1 a2 a3)施行初等行变换变成行阶梯形矩阵,向量组a1 a2 am线性无关R(a1 a2 am)m,下页,可见R(a1 a2 a3)2 R(a1 a2)2 故向量组a1 a2 a3线性相关 向量组a1 a2线性无关,例2 已知 a1(1 1 1)T a2(0 2 5)T a3(2 4 7)T 试讨论向量组a1 a2 a3及向量组a1 a2的线性相关性,解,n维单位坐标向量组e1 e2 en是线性无关的,对矩阵(a1 a2 a3)施行初等行变换变成行阶梯形矩阵,向量组a1 a2 am线性无关R(a1 a2 am)m,下页,设有x1 x2 x3使 x1b1x2b2x3b30 即 x1(a1a2)x2(a2a3)x3(a3a1)0 亦即 (x1x3)a1(x1x2)a2(x2x3)a30 因为a1 a2 a3线性无关 故有,例3 已知向量组a1 a2 a3线性无关 b1a1a2 b2a2a3 b3a3a1 试证向量组b1 b2 b3线性无关,证法一,由于此方程组的系数行列式,故方程组只有零解 x1x2x30 所以向量组b1 b2 b3线性无关,下页,把已知的三个向量等式写成一个矩阵等式,例3 已知向量组a1 a2 a3线性无关 b1a1a2 b2a2a3 b3a3a1 试证向量组b1 b2 b3线性无关,证法二,因为矩阵A的列向量组线性无关 所以可推知Kx0 又因|K|20 知方程Kx0只有零解x0 所以矩阵B的列向量组b1 b2 b3线性无关,记作BAK,设Bx0,以BAK代入得A(Kx)0,下页,例3 已知向量组a1 a2 a3线性无关 b1a1a2 b2a2a3 b3a3a1 试证向量组b1 b2 b3线性无关,证法三,因为A的列向量组线性无关 所以R(A)3 从而R(B)3 因此b1 b2 b3线性无关,因为|K|20 知K可逆,所以R(B)R(A),把已知的三个向量等式写成一个矩阵等式,记作BAK,下页,定理2 (1)若向量组A a1 a2 am线性相关 则向量组B a1 a2 am am1也线性相关 反之 若向量组B线性无关 则向量组A也线性无关,这是因为 记A(a1 a2 am) B( a1 a2 am am1) 有 R(B)R(A)1 若向量组A线性相关 则有R(A)m 从而 R(B)R(A)1m1 因此向量组B线性相关,下页,定理2 (1)若向量组A a1 a2 am线性相关 则向量组B a1 a2 am am1也线性相关 反之 若向量组B线性无关 则向量组A也线性无关,这个结论可一般地叙述为 一个向量组若有线性相关的部分组 则该向量组线性相关 一个向量组若线性无关 则它的任何部分组都线性无关,特别地 含零向量的向量组必线性相关,下页,定理2 (1)若向量组A a1 a2 am线性相关 则向量组B a1 a2 am am1也线性相关 反之 若向量组B线性无关 则向量组A也线性无关,(2)m个n维向量组成的向量组 当维数n小于向量个数m时一定线性相关 特别地 n1个n维向量一定线性相关,这是因为 m个n维向量a1 a2 am构成矩阵 Anm(a1 a2 am) 有R(A)n,若nm 则R(A)nm,故m个向量a1 a2 am线性相关,下页,定理2 (1)若向量组A a1 a2 am线性相关 则向量组B a1 a2 am am1也线性相关 反之 若向量组B线性无关 则向量组A也线性无关,(2)m个n维向量组成的向量组 当维数n小于向量个数m时一定线性相关 特别地 n1个n维向量一定线性相关,(3)设向量组A a1 a2 am线性无关 而向量组B a1 a2 am b线性相关 则向量b必能由向量组A线性表示 且表示式是唯一的,这是因为 记A(a1 a2 am) B( a1 a2 am b) 有,即向量b能由向量组A线性表示 且表示式唯一,有唯一解,(a1 a2 am)xb,因此方程组,即有R(B)R(A)m,mR(A)R(B)m1,下页,(2)用反证法 假设a4能由a1 a2 a3线性表示 而由(1)知a1能由a2 a3线性表示,例4 设向量组a1 a2 a3线性相关
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 市政给水管网施工专项方案
- 土壤全生命周期管理培训内容
- 盐酸项目商业计划书
- 医院血液透析室消毒管理制度
- 输电线路塔基工程专项施工方案
- 异质结电池银浆材料生产线建设项目可行性研究报告
- 输送带系统使用风险评估报告
- 《进出口贸易实务》-Keys to the exercises in Chapter8
- 支吊架制作安装工程施工及质量验收方案
- 热水管网分段冲洗施工方案
- 水电自动装置高级工技能鉴定理论考试题库(含答案)
- 《绿色建筑评价标准》(2024年修订)
- 异常子宫出血护理查房
- 走进广告世界知到课后答案智慧树章节测试答案2025年春桂林理工大学
- 《既有建筑节能改造碳排放计算标准和分析方法》
- 2024年秋季新人教PEP版三年级上册英语全册教案
- 中小学生反对浪费世界粮食日节约粮食主题班会课件
- 2017电动汽车用增程器技术条件
- 初中数学-《去括号》教学课件设计
- 物流中心安全管理工作方案
- JJF 1147-2006消声室和半消声室声学特性校准规范
评论
0/150
提交评论