極大線性無關組的定義與性質


1. 線性無關;

2. 新加向量必然線性相關;

3. 極大無關組不唯一;

4. 極大無關組的個數唯一:稱作秩(rank);

5. 極大無關組與向量組等價;

6. 線性無關的向量組的極大無關組為自身 $\leftrightarrow$秩=個數;

7.等價的向量組有相同的秩;

推論:

新加的向量一定可以由線性無關組線表出

習題1:

秩為r的向量組中任意r個線性無關向量都構成極大無關組

Proof. 只需證這r個無關的,再+1個就會得到線性相關組(事實上,這第r+1個能由前r個線性表出);

秩為r說明有r個線性無關的極大無關組,進而等價原組,從而要證明的這r+1個可由r個極大無關組表出,從而相關;

 8. 秩為r的向量組中任意r個線性無關向量都為極大無關組;

習題2:

如果秩為r的向量組中存在r個向量,使得向量組所有向量都可以由其表出,則它必是極大無關組;

Proof. 由性質6,只需證明這r個向量線性無關,證1:如果相關,必有一向量可以由r-1個向量線性表出,

因此向量組也能由這r-1個表出,進而r個極大無關組也能由這r-1個表出,因此得到r個無關組相關的矛盾。

證2:由題向量組和這r個等價,因此r個極大無關向量和這r個向量組等價,等價組有相同的秩,因此這r個

向量秩為r,說明這r個向量線性無關;

 


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