设向量组B:b1…,br能由向量组A:a1,…as线性表示为 (b1…br)=(a1…,as)K, 其中K为s×r矩阵,且向量组A线性无关证明向量组B线性无关的充分必要条件是矩阵K的秩r(K)=r.

admin2017-08-28  26

问题 设向量组B:b1…,br能由向量组A:a1,…as线性表示为
    (b1…br)=(a1…,as)K,
    其中K为s×r矩阵,且向量组A线性无关证明向量组B线性无关的充分必要条件是矩阵K的秩r(K)=r.

选项

答案必要性: 令B=(b1,…,br),A=(a1,…,as),则有B=AK,由定理 r(B)=r(AK)≤min{r(A),r(K)}, 结合向量组B:b1,b2,…,br线性无关知r(B)=r,故r(K)≥r. 又因为K为r×s阶矩阵,则有r(K)≤rain{r,s}. 且由向量组B:b1,b2,…,br能由向量组A:a1,a2,…,as线性表示,则有r≤s,即min{r,s}=r. 综上所述 r≤r(K)≤r,即r(K)=r. 充分性:已知r(K)=r,向量组A线性无关,r(A)=s,因此A的行最简矩阵为[*],存在可逆矩阵P使 PA=[*], 于是有PB=PAK=[*] 由矩阵秩的性质 r(B)=r(PB)=r[*]=r(K), 即r(B)=r(K)=r,因此向量组B线性无关.

解析
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