设向量组B:b1…,r,能由向量组A:a1…,ar线性表示为(b1…,br)=(a1…,ar)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.

admin2019-05-11  41

问题 设向量组B:b1…,r,能由向量组A:a1…,ar线性表示为(b1…,br)=(a1…,ar)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=(as…,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)≤min{r,s}.且由向量组B:b1,b2,…,br能由向量组A:a1,a2,…,as线性表示,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[*]于是有[*]由矩阵秩的性质[*]即r(B)=r(K)=r,因此向量组B线性无关.

解析
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