【n维向量】29、向量组的极大无关组与秩的定义

设向量组T的部分向量组 满足

(i) 线性无关;

(ii)T中向量均可由 线性表示 。或T中任一向量 线性相关。则称 是向量组T的一个极大线性无关组,简称极大无关组。

极大无关组的含义有两层:1无关性;2.极大性 。

注:

1.线性无关向量组的极大无关组就是其本身;

2.向量组与其极大无关组等价;

3.同一个向量组的极大无关组不惟一 ,但它们之间是等价的。

例1:求向量组的极大无关组

解:

线性相关。

但 线性无关, 是一个极大无关组;

也线性无关, 也是一个极大无关组;

任两个都是极大无关组 。

极大无关组是不惟一的 ,所含个数是否相同?

定理1:设有两个n维向量

(Ⅰ)

(Ⅱ)

若向量组(Ⅰ)线性无关,且可由向量组(Ⅱ)线性表示,则

证:设

可由 线性表示 ,即 ,后面的乘以 再加到 这行即化零了,其他行同理。

推论1:若向量组 可由向量组 线性表示,且r>s ,则向量 线性相关。

推论2:任意两个线性无关的等价向量组所含向量的个数相等 。

证明:

使用定理1证明 ,第①组向量线性无关,且可由第②组向量线性表示,所以 。反过来 ,第②组向量线性无关,且可由第①组向量线性表示,所以 。综上 , 。

一个向量组的任意两个极大无关组所含向量的个数相等 。

向量组 的极大无关组所含向量的个数,称为向量组的秩,记为 .

注:

(1)线性无关的向量组的秩=向量的个数。

(2)向量组线性无关 秩=向量个数。

定理3:若 可由 线性表示 ,则

证明:

不妨设 的极大无关组为

设 的极大无关组为

可由 线性表示,而 可由 线性表示,而 可由 线性表示 ,所以 可由 线性表示,所以

复习:

[ 设有两个n维向量组

若向量组(1)中每个向量都可由向量组(2)线性表示,则称向量组(1)可由向量组(2)线性表示;若向量组(1)与向量组(2)可以互相线性表示 ,则称向量组(1)与向量组(2)等价 。 ]

推论:等价的向量组有相同的秩。

必须注意:有相同秩的两个向量组不一定等价。

矩阵等价 矩阵的秩相同,但是向量组不一样 ,等价可推出等秩,但等秩推不出等价 。

但是 与 不等价。

向量组的等秩加上什么条件才会等价

例2:设向量组 可由向量组 线性表示,求

解:两个向量组等价 等秩 ,向量组 是线性无关的, ,所以

例3:设有两个n维向量组 与  ,若 线性无关且

证明:若 ,则 线性无关。

解:由题 的向量组等于 的向量组乘以另一个向量组,所以 可由 线性表示 。 , 可由 表示。 与 等价。等价向量组有相同的秩 , 的向量组线性无关,秩为s,则 的向量组的秩也为s 。所以 线性无关 。

(4)

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    admin 2026年06月07日

    我是博多号的签约作者“admin”

  • admin
    admin 2026年06月07日

    本文概览:设向量组T的部分向量组 满足 (i) 线性无关; (ii)T中向量均可由 线性表示。或T中任一向量 线性相关。则称 是向量组T的一个极大线性无关组,简称极大无...

  • admin
    用户060703 2026年06月07日

    文章不错《【n维向量】29、向量组的极大无关组与秩的定义》内容很有帮助

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