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向量组的线性相关性
及
线性方程组 - Coggle Diagram
向量组的线性相关性
及
线性方程组
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向量组及其线性组合
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线性表示:若β=k₁α₁+k₂α₂+······,则称向量β能由向量组α₁、α₂······线性表示
注:(1)向量组中任何一个向量均可由该向量组本身表示
(2)若β可由向量组中的部分向量表示,则β一定可由全部向量组表示
线性表示判定方法:
(1)β能由α₁、α₂······线性表示↔存在一组系数使k₁α₁+k₂α₂+······=β↔线性方程组(α₁、α₂······)x=β有解(即Ax=B有解)↔r(A)=r(A|B)
(2)向量组β₁、β₂、······能由α₁、α₂······线性表示↔每个向量β均可由α₁、α₂······线性表示↔↔矩阵方程Ax=β有解↔r(A)=r(A|B)
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向量组的秩
极大线性无关组
设向量组α₁、α₂······有一个部分组αᵢ₁、αᵢ₂······,满足:αᵢ₁、αᵢ₂······线性无关且α₁、α₂······中任一向量均可由α₁、α₂······表示,则称αᵢ₁、αᵢ₂······是向量组α₁、α₂······的一个极大线性无关组
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定义
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注:r(α₁、α₂······)≤s(s为向量组的总向量数)
若r(α₁、α₂······)=r,则α₁、α₂······中任意r个无关的部分组均可作为极大无关组
性质
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若向量组β₁、β₂······βₜ可由α₁、α₂······αₛ线性表示,且t>s,则向量组β₁、β₂······βₜ必线性相关
设矩阵A=(α₁、α₂······αₙ),做初等变换转化为B=(β₁、β₂······βₙ),则A与B对应的列向量组有相同的线性相关性
线性方程组解的结构
齐次线性方程组Ax=0
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基础解系:A为s×t的向量组,设α₁、α₂······αₙ是Ax=0的解向量,融α₁、α₂······αₙ线性无关且Ax=0的任何一个解均可由α₁、α₂······αₙ线性表示,则称α₁、α₂······αₙ为Ax=0的基础解系,k₁α₁+k₂α₂+······+kₙαₙ为Ax=0的通解
注:Ax=0的基础解系所含向量个数=t-r(A)
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非齐次线性方程组Ax=b
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解的性质:(1)设向量α₁、α₂均为Ax=b的解→α₁-α₂是对应的Ax=0的解→k₁α₁+k₂α₂也为Ax=b的解且k₁+k₂=1
(2)设η是Ax=b的解,ξ是Ax=0的解→η+ξ是Ax=b的解→非齐次线性方程组Ax=b的通解=(k₁ξ₁+k₂ξ₂+······)+η,即齐次通解+非齐特解