设α1,α2,…,αn是一组n维向量,证明它们线性无关的充分必要条件是任一n维向量都可由它们线性表示。

admin2017-12-29  53

问题 设α1,α2,…,αn是一组n维向量,证明它们线性无关的充分必要条件是任一n维向量都可由它们线性表示。

选项

答案必要性:α1,α2,…,αs是线性无关的一组n维向量,因此r(α1,α2,…,αn)=n。对任一n维向量b,因为α1,α2,…,αs,b的维数n小于向量的个数n+1,故α1,α2,…,αn,b线性相关。 综上所述r(α1,α2,…,αn,b)=n。 又因为α1,α2,…,αn线性无关,所以n维向量b可由α1,α2,…,αn线性表示。 充分性:已知任一n维向量b都可由α1,α2,…,αn线性表示,则单位向量组:ε1,ε2,…,εn可由α1,α2,…,αn线性表示,即 r(ε1,ε2,…,εn)=n≤r(α1,α2,…,αn), 又α1,α2,…,αn是一组n维向量,有r(α1,α2,…,αn)≤n。 综上,r(α1,α2,…,αn)=n。所以α1,α2,…,αn线性无关。

解析
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