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线性代数3-41
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35页
3.4: 向量组 3.5: 设向量组 3.6: 设向量组 3.6: 设 3.7: 一个 3.7:向量组的 3.8: 矩阵 3.4 线性方程组解的结构 3.9 设
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线
线
性
性
代
代
数
数
Linear Algebra
Linear Algebra
刘鹏
刘鹏
复旦大学通信科学与工程系
光华楼东主楼1109 Tel: 65100226
pliu@fudan.edu.cn
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86328260/bg2.jpg)
三、几个重要定理
三、几个重要定理
定理
定理
3.4
3.4:
向量组
向量组
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
s
s
(s
(s
≥
≥
2)
2)
线性相关
线性相关
的充要条件是其中
的充要条件是其中
至少有一个向量是
至少有一个向量是
其余向量的线性组合
其余向量的线性组合
.
.
定理
定理
3.5
3.5:
设向量组
设向量组
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
s
s
线性无关
线性无关
,而
,而
向量组
向量组
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
s
s
,
,
α
α
线性相关
线性相关
,则
,则
α
α
必是
必是
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
s
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的线性组合
的线性组合
,且线性表示式
,且线性表示式
唯一
唯一
.
.
即
即
唯一表示定理
唯一表示定理 :
向量可用线性无关组表示
,
—
则表示法必然唯一
.
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86328260/bg3.jpg)
定理
定理
:
:
若
若
n
n
元
元
向量组
向量组
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
m
m
线性无关
线性无关
,
,
则在每个向量中添加
则在每个向量中添加
m
m
个分量
个分量
,
,
得到的
得到的
n+m
n+m
元
元
“
“
加长
加长
”
”
向量组
向量组
β
β
1,
1,
β
β
2, ...,
2, ...,
β
β
m
m
也
也
线性无关
线性无关
.
.
即
即
短的向量组无关
短的向量组无关
,
,
则长的也无关
则长的也无关
定理
定理
3.6
3.6:
设向量组
设向量组
α
α
1,
1,
α
α
2, ...,
2, ...,
α
α
r
r
可经向量组
可经向量组
β
β
1,
1,
β
β
2, ...,
2, ...,
β
β
s
s
线性表示,若
线性表示,若
r > s
r > s
,
,
则向量组
则向量组
α
α
1,
1,
α
α
2, ...,
2, ...,
α
α
r
r
线性相关
线性相关
.
.
即
即
被个数较少的向量组线性表示的向量组
被个数较少的向量组线性表示的向量组
一定线性相关
一定线性相关
.
.
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86328260/bg4.jpg)
推论
推论
1
1:
设向量组
设向量组
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
r
r
可经向量组
可经向量组
β
β
1,
1,
β
β
2,
2,
...
...
,
,
β
β
s
s
线性表示,若
线性表示,若
α
α
1,
1,
α
α
2,
2,
...
...
,
,
α
α
r
r
线性相无关
线性相无关
,则
,则
r
r
≤
≤
s .
s .
即
即
线性无关
线性无关
向量组不能被
向量组不能被
比它数目小
比它数目小
的向量组
的向量组
线性表示
线性表示
.
.
推论
推论
2
2:
等价
等价
线性无关组
线性无关组
向量个数相等
向量个数相等
.
.
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86328260/bg5.jpg)
四、极大线性无关组与向量组的秩
四、极大线性无关组与向量组的秩
能
能
完全代表
完全代表
原向量组的
原向量组的
最小部分组
最小部分组
.
.
定义
定义
3.6
3.6:
设
设
是向量组
是向量组
α
α
1,
1,
α
α
2, ...,
2, ...,
α
α
s
s
的一个部分向量组,若它满足:
的一个部分向量组,若它满足:
r
iii
α
α
α
,,,
21
⋯
(1)
(1)
线性无关
线性无关
.
.
(2)
(2)
再加入原向量组任意其它一个向量
再加入原向量组任意其它一个向量
(
(
如果有
如果有
的话
的话
)
)
,所形成的新的部分向量组都线性相关
,所形成的新的部分向量组都线性相关
.
.
则称向量组
则称向量组
r
iii
α
α
α
,,,
21
⋯
是向量组
是向量组
s
α
α
α
,,,
21
⋯
的一个
的一个
极大线性无关组
极大线性无关组
,简称
,简称
极大无关组
极大无关组
.
.
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