由R(a1,42)=2,知a1,a2线性无关; 由R(a1,42,43)=2,知a13a2,3线性相关 因此a1,42是a1,42,a3的二个最大无关 此外,由R(a1,a3)=2及R(a2,a3)=2 可知a1,43和a2,43都是向量组41,42,43 的最大无关组。 下面我们再从一个例来看一看 例邮全体n维向量构成的向量组馆R", 求R的一个最大无关斑R”的秩
( , ) 2, 由R a1 a2 = 知a1 ,a2 线性无关; ( , , ) 2, 由R a1 a2 a3 = 知a1 ,a2 ,a3 线性相关, 因此a1 ,a2 是a1 ,a2 ,a3 的一个最大无关组。 此外,由R(a1 ,a3 ) = 2及R(a2 ,a3 ) = 2 可知a1 ,a3 和a2 ,a3 都是 1 2 3 向量组a ,a ,a 的最大无关组。 下面我们再从一个例子来看一看, 例8 , n 全 体n维向量构成的向量组记作R 求R n 的一个最大无关组及R n 的秩
那全体维向量构成的向量组饱R”,求R"的一个最大无关 及R"的秩。 解 已知n维单位坐标向量构成量组 (由上节例) E:e1,e2,em(看上节定瑶2)可知 是线性无关饰R"中的任意+1个向量都是线性相关 因此向量密是R"的一个最大无麴,R"的秩为n. 进一步讨论,设41,2,4n是R"中个线性无关的维向量 此向量组是否是歌”的一个最大无关组呢是的。为什么? 由此向量组的任意性任何个线性无关维向量都m 的最大无关组。 显然,R”的最大无关组有很多
例8 , n 全 体n维向量构成的向量组记作R 求R n 的一个最大无关组 及R n 的秩。 解 已知n维单位坐标向量构成的向量组 n E : e ,e , ,e 1 2 是线性无关的,而R n 中的任意n +1个向量都是线性相关的 (看上节定理5(2)可知), 因此向量组E是R n 的一个最大无关组,R n. n的秩为 进一步讨论,设a1 ,a2 , ,an是R n 中n个线性无关的n维向量, 此向量组是否是R n 的一个最大无关组呢?是的。为什么? 由此向量组的任意性知: n 任何n个线性无关的n维向量都是R 的最大无关组。 显然,R n的最大无关组有很多。 (由上节例4)
说明(2) 向量组与它的最大无关组是等价的: 4组是A组的兰个部分组: A组总能由A组线性表示 (我门得倒每锺最出璣漾硼该 向甄线性表示 又由定义5②)知对于A中任一向量, r+1个向量1,4,a线性相关而向量纟 41,.,a,线性无关,据定理s3)知u能由 1,《,线性表即A组能由4组线性表万 所以A组与A,组等价
说明 (2)向量组与它的最大无关组是等价的. A0 组是A组的一个部分组, ; A0 组总能由A组线性表示 (我们得到一个向 (A中每个向量都由 量 组的最大无A组线性表示 关组总可由) 该 又由定义5(2)知,对于A中任一向量a, r +1个向量a1 , ,ar ,a线性相关, a1 , ,ar 线性无关,据定理5(3)知 a1 , ,ar 线性表示,即A组能由A0 组线性表示。 所以A组与A0 组等价。 向量组线性表示) 而向量组 a能由
我们把该结论写出: 设向量组4是向量组4的一个部分组且线性无关, A是A的最大无关组→A与A等价。 此命题的逆命题也是或的,这]就得到下列结 推论最大无关组的等价定义 设向量组4:41,a,是向量组A的一个部分组,且满 (i)向量组4,线性无关; (ii)向量组A的任一向量都能曲线性表示, 那么向量组4,便是向量组4的一个最大无关组 证设必比较标票挺闻组驻年囊线性蝶 这r+1个向量能由向量组线性表示,再由上谢,有
我们把该结论如下写出: 设向量组A0是向量组A的一个部分组且A0线性无关, A0是A的最大无关组 A与A0等价。 此命题的逆命题也是成立的,这样我们就得到下列结 (也就是) 论: 推 论(最大无关组的等价定义) 设向量组A 0 : a 1,,a r 是向量组A的一个部分组,且满足 (ⅰ) 向量组A0 线性无关; ( ⅱ ) 向量组A的任一向量都能由A0 线性表示, 那么向量组A0 便是向量组A的一个最大无关组。 证 设 (与定义比较只要证向 , , , 是 量组中任意A中任意r1个向量,由条件知 +1个向量线性相关即可) b 1 b 2 b r + 1 A r + 这r +1个向量能由向量组A0线性表示,再由上节定理3,有
R(b1,b2,.,b+1)≤R(41,2,.,4,)=r, r+1>r,向量组1,b2,b+1线性相关。 因此向量组4,满足定5所规定的最大无关组件。 例设齐次线性方程组 1+2x2+x3-2x4=0, 2x1+3x2 -x4=0, x1-x2-5x3+7x4=0 的全体解向量构成的童组为S,求S的秩。 解 细癯数用萍随学的方法)
( , , , ) ( , , , ) , 1 2 1 1 2 R b b b R a a a r r+ r = r + 1 r, 向量组b1 ,b2 , ,br+1 线性相关。 因此向量组A0满足定义5所规定的最大无关组的条件。 例9 设齐次线性方程组 − − + = + − = + + − = 5 7 0 2 3 0, 2 2 0, 1 2 3 4 1 2 4 1 2 3 4 x x x x x x x x x x x 的全体解向量构成的向量组为S,求S的秩。 解 (先解方程组,用前面 方程组的系数矩阵为所学的方法)