怎樣理解向量組B能由向量組A線性表出的充要條件是矩陣A的秩等於矩陣 A,B 的秩?

時間 2021-06-04 11:44:44

1樓:Minamo

先證充分性,rank(A)=rank(A,B)說明A和(A,B)的極大線性無關組所含向量的個數是一樣的,所以說假定任取A的乙個極大線性無關組,那麼這個組也可以作為(A,B)的極大線性無關組,很顯然B就能由該線性無關組表示了,也就意味著B能由A線性表示;再證必要性,B能A線性表示說明rank(B)≤rank(A),又因為在A能表示B或B能表示A的條件下rank(A,B)=max(rank(A),rank(B)),所以rank(A,B)=rank(A)。命題得證。

2樓:

題主如果是問如何理解,我就通俗(不嚴格)的講一下。

關鍵理解在於,矩陣的秩是矩陣column space的維數。

B中的向量能被A中的向量線性表示,則說明B的向量就在A的列空間中,(A,B)的列空間自然還是A的列空間,(A,B)秩是列空間的維數,也就是A列空間的維數,也就是A的秩了。(A,B)的秩和A的秩相同,(A,B)就是個奇異矩陣,列空間和A的列空間相同,B中的向量作為free column自然也在列空間中,也就可以被A的向量(或者說是A中的pivot columns,列空間的基向量)線性表示出來了。

個人覺得,把空間的概念理解好,一切都很明朗了。

3樓:張萬凱

先證明:若向量組B能由向量組A線性表示,則A的秩等於[A B]的秩

先來個直觀上通俗的理解。你想啊,B都完全由A表示了,說明[A B]中B

沒做任何貢獻,算秩沒他什麼事兒,所以[A B]的秩等於A的秩。令A的秩為r,A中r個線性無關的列向量為

令[A B]的秩為s

假設,那麼必然有 r" eeimg="1"/>,因為A中本來就有r個線性無關的列向量

所以 [A B]中至少有乙個向量v不能被線性表示

因為A的秩為r, 所以,於是

所以向量組B中有乙個向量不能被A線性表示,與已知矛盾

於是命題得證

充要條件的分割線

再證明:如果A的秩等於[A B]的秩,那麼向量組B能由A線性表示

這點其實沒那麼直觀,可以理解為[A B]中有貢獻的向量其實全在A裡頭令A和[A B]的秩均為r,A中r個線性無關的列向量為

假設向量組B中存在乙個列向量v不能由A線性表示

那麼v一定能和構成r+1個線性無關的向量

所以[A B]的秩至少為r + 1,與已知矛盾

於是命題得證

總結分割線

題主要在「秩」、「線性無關」、「線性表示」這三個概念之間切換自如,多思考多練習就行。

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