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文档简介

1、 2等价向量组:设向量组, 若可由线性表示, 称可由线性表示;若与可以互相线性表示, 称与等价 (1) 自反性:与等价 (2) 对称性:与等价与等价(3) 传递性:与等价, 与等价与等价 定理8 向量组与它的最大无关组等价 证 设向量组的秩为, 的一个最大无关组为 (1) 中的向量都是中的向量可由线性表示; (2) 任意, 当时, 可由线性表示; 当时, 线性相关, 而线性无关 由定理2知, 可由线性表示故可由线性表示 因此, 与等价推论 向量组的任意两个最大无关组等价 定理9 向量组, 向量组 若线性无关, 且可由线性表示, 则 证 不妨设与都是列向量, 考虑向量组 易见, 秩秩构造矩阵 因

2、为可由线性表示, 所以 于是可得 秩 推论1 若可由线性表示, 则 秩秩证 设 秩, 且的最大无关组为; 秩, 且的最大无关组为, 则有 可由线性表示可由线性表示 可由线性表示 (定理9) 推论2 设向量组与等价, 则 秩秩 注 由“秩秩”不能推出“与等价”! 正确的结论是: 与等价 与等价 例8 设, 则 , 证 设, , , 则 即可由线性表示, 故 根据上述结果可得 §4.4 向量空间 1向量空间:设是具有某些共同性质的维向量的集合, 若 对任意的, 有; (加法封闭) 对任意的, , 有(数乘封闭) 称集合为向量空间例如: 是向量空间 是向量空间 不是向量空间 , 即数乘运算

3、不封闭 例9 给定维向量组, 验证 是向量空间称之为由向量组生成的向量空间, 记作 或者 证 设, 则 , , 于是有 由定义知, 是向量空间 2子空间:设和都是向量空间, 且, 称为的子空间 例如:前面例子中的是的子空间 例9中的也是的子空间 3向量空间的基与维数:设向量空间, 若 (1) 中有个向量线性无关; (2) 可由线性表示 称为的一组基, 称为的维数, 记作或者 注 零空间没有基, 规定 由条件(2)可得:中任意个向量线性相关(自证) 若, 则中任意个线性无关的向量都可作为的基 例10 设向量空间的基为, 则 证 4向量在基下的坐标:设向量空间的基为, 对于, 表示式唯一(定理2)

4、, 称为在 基下的坐标(列向量) 注 为维向量, 在的基下的坐标为维列向量因为线性无关的“维向量组”最多含有个向量, 所以由维向量构成的向量空间的基中最多含有个向量, 故 例11 设向量空间的基为 , , 求在该基下的坐标 解 设, 比较等式两端的对应分量可得: , 注 是4维向量, 在的基下的坐标为3维列向量 5正交基:设向量空间的基为, 若, 称为的正交基;若还有, 称为的标准正交基 例如:的标准正交基为 特点:向量空间的正交基为, 对于, 有 : 当为标准正交基时, 有 : 6schmidt正交化过程:设向量空间的基为, 令 , , (否则线性相关) , (否则线性相关) , (否则线性相关) 结论:两两正交且非零线性无关 是的正交基 令, 则是的标准

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