第三章-向量

向量:

  • n个数a1,...an组成的有序数组叫做向量

向量的线性关系

  • 线性组合: β, α1, α2, ...αn是m维向量
  • 若存在k1, k2...kn使: β=k1α1 + k2α2 + ... + knαn,则β是α向量组的线性组合(线性表示), k为线性系数
  • 零向量可由任意向量组表示, 线性系数为0即可
  • 向量组中任以向量可由向量组表示
  • 任意向量可由ξ1 = (1,0,0...0), ξ2 = (0,1,0...0), ...ξn = (0,0,0,...1)表示   (方程组有解,才可以表示)
  • 向量组的等价
    • α1, α2, ...αm, β1...βn同维
    • 相互表示: {α1...αn}≡{β1...β2}
    • 反射性: {α1...αn}≡{α1...αn}
    • 对称性: 

线性相关与线性无关

  • α1,...αn是n(个数)个m(维度)维向量, 若存在一组不全为0的k1,...kn, 使得k1α1 + k2α2 + ... + knαn = 0, 则说明α1...αn是线性相关的
  • 线性无关:
    • 不是相关
    • 找不到一组不全为0的k1, k2,...kn使相关成立
    • 相关成立, k1,...kn必全为0
  • 向量组中两向量成比例, 向量组线性相关
  • 含有0向量的向量组必线性相关
  • 只有含有一个0向量的向量组必线性相关
  • 一个非零向量必无关
  • 一个向量α线性相关的充要条件: α=0
  • α1...αr相关, α1...αrr+1...αs相关(部分向量组线性相关, 整体向量组线性相关) (整体组无关,部分组无关)
  • 线性无关向量组的接长向量组也无关'
  • 线性相关的向量组, 截短向量组也相关
  • n个n维向量(向量的个数=向量的维数)组成的行列式D≠0, 则这线性无关, D=0, 线性相关
  • 将线性向量组是相关还是无关, 转化成线性方程组的解
    • 相关↔非零解
    • 无关↔只有零解
  • 定理1: α1...αs线性相关↔至少一个向量可由其余向量表示
  • 定理2: α1...αs线性无关, α1...αs, β线性无关, β可由α1...αs唯一表示
  • 定理3: α1...αs无关, 可由β1...βt表示, 则s≤t
  • 定理4: m>n, m个n维向量线性相关(n+1个n维向量线性相关)
  • 推论: 两个等价的线性无关组含向量的个数是相同的

向量组的秩

  • 极大线性无关组: α1,α2,...αs的部分组α1,α2则称为极大线性无关组
    • α1, α2无关
    • 每个向量均可由α1, α2表示
  • 向量组的秩: 极大无关组含向量的个数r(α1,α2,...αs)
  • 0 ≤ r(α1...αs)≤min{向量组个数, 维数}
  • α1...αs无关 ↔ r=s
  • α1...αs相关 ↔ r<s
  • 定理: α1...αs可由β1...βt表示, r(α1...αs)≤r(β1..βt)

行秩与列秩

  • 定理: 矩阵的行秩=列秩=矩阵的秩r(A)
  • 初等行变换不改变矩阵列向量的线性关系
  • 求极大线性相关:
    • 不管原向量是行或列, 均按列构成矩阵
    • 只对行进行化简行
    • 首非零元素所在列, 左极大无关组
    • 其余向量表示直接写出来
原文地址:https://www.cnblogs.com/ljc-0923/p/15040228.html