線性代數之向量基礎點

2021-10-21 06:03:52 字數 1897 閱讀 6053

由n個按照次序排成的數組成的陣列叫n維向量,每個數稱為該向量的n的分量,其中第i個數

n維列向量記作:

幾點說明:

向量組:n個同維的行向量(列向量)組成的集合向量組。

m個n維列向量所組成的向量組a:a

1  構成了n*m的矩陣,記作a=(a

1  ,a

2  … a

m  )

注:這裡n維列向量,即可看作行有n個。

m個n維行向量所組成的向量組

給定向量組

則稱為向量組a的線性組合。其中

如果向量

特別的:

兩個向量組可以相互線性表示,叫做第乙個向量組等價於第二個向量組。向量組等價的性質:

反身性:向量組和自己等價,a~a。

對稱性:向量組可以相互等價,a~b則b~a

傳遞性: 向量組1等價於向量組2,向量組2等價於向量組3則,向量1等價於向量組3,即a~b,b~c則a~c

線性無關即等價於以下命題:

線性不相關

找不到一組不全0的

幾種情況:

關於單個向量

關於向量組

逆否命題整體組線性無關 則部分組也線性無關也成立。

逆否命題線性相關的向量組截短之後的向量組也線性相關。這裡截斷時仍保留原有的係數即可(因之前已經找不到不全為0的係數)。

比如 b=(3,0,0,4),

如果截短,如果須按

由定義則取原有係數不變(至少含不全為0係數),新增的向量(組)係數全部取0即可。(外部部分行代替整體行,可理解成內部有線性關係再外延還是有這個線性關係)

由線性無關定義則原係數均為0,則取部分組時也是線性無關。(外部全體不行則部分不行)

由線性無關定義則原係數均為0,則向量組裡每個向量裡新接個元素係數為0時才能滿足線性表示的定義,亦無關。(內部無關則擴大後仍無關)

由定義則取原有係數不變(至少含不全為0係數),截斷的向量(組)係數仍取原有的。(內部相關則縮小後仍相關)

針對n個n維的向量(向量的個數等於向量的維數,向量組的另外中說法)線性無關的充要條件是它的行列式不等於0(齊次方程係數行列式不等於0,必有唯一0解,即係數全為0),線性相關的充要條件是它的行列式等於0

兩點說明:

不是線性組合充要條件方程無解。

線性無關的充要條件是方程只有零解。

極大無關組

假設有向量組a:a

1  ,a

2  … a

m  的部分組和部分組a

1  ,a

2  … a

k  (這裡k小於等於m,可從向量組裡挑選)滿足如下條件:

1) 部分組之間線性無關

2) 向量組裡每個向量均可由該部分組線性表示。

3)該向量組的向量個數最大

則成這樣的部分向量組為極大線性無關組。

不難發現,極大無關組有如下特點:

任意兩個極大無關組含向量個數是相同的。

極大無關組不唯一

極大無關組求解步驟

1) 原始矩陣均按照列組成向量

2) 只應用行變換,形成行簡化階梯型

3) 首非零元所在列為極大無關組

4) 其餘向量的係數用簡化階梯型按列填充

極大無關組含向量的個數,記作

向量秩的特點:

一定小於等於向量的維數,因為當找的向量個數大於維數時線性相關。

向量組的秩大於0小於等於向量個數和向量維數的較小者。min

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