设向量组(Ⅰ):α1,α2,…,αr,线性无关,向量组(Ⅱ)可由向量组(Ⅱ):β1,β2,…,βs可由(Ⅰ)线性表示:βj=α1jα1+α2jα2+…+αrjαr(j=1,2.…,s).证明:向量组(Ⅱ)线性无关矩阵A=(αij)r×s的秩为s.

admin2016-03-26  34

问题 设向量组(Ⅰ):α1,α2,…,αr,线性无关,向量组(Ⅱ)可由向量组(Ⅱ):β1,β2,…,βs可由(Ⅰ)线性表示:βj1jα12jα2+…+αrjαr(j=1,2.…,s).证明:向量组(Ⅱ)线性无关<=>矩阵A=(αij)r×s的秩为s.

选项

答案不妨设αi(i=1,…,r)及βj(j=1,…,s)均为n维列向量,则题设的线性表示或可写成矩阵形式: [β1 β2 … βr]=[α1 α2 … αr]A,或B=PA,其中B=[β1 β2 … βr]为n×s矩阵,P= [α1 α2 … αr]为n×r矩阵,且P的列线性无关.于是可证两个齐次线性方程组Bx=0与Ax=0同解:若Bx=P(Ax)=0,因P的列线性无关,得Ax=0;若Ax=0,两端左乘P,得PAx=Bx=0,所以Bx=0与Ax=0同解,=>s—r(B)=s一r(A),=>r(B)=r(A),=>(Ⅱ)线性无关<=>r(B)=s<=>r(A)=s.

解析
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