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有关线性无关定义同乘的证明?

向量用方程组进行求解,一般情况是给出向量的解题结构含有的元素,但是如果向量给出的是关系,那么需要从定义入手是采用数乘还是重组进行求解,关键在于已知条件的把握。
工具/原料
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参考书

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线性代数课本

方法/步骤
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已知A是n阶矩阵,a1,a2,a3是n维向量,若Aa1=a1不等于0,Aa2=a1+a2,Aa3=a2+a3,证明向量组a1,a2,a3是线性无关的。

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用定义,同乘假设k1a1+k2a2+k3a3=0。根据已知的关系式,需要进行 关系的重组得到一个关于a1的关系以及a2的关系a3的关系式。如9(A-E)a1=0。然后带入这个齐次方程组得到新的方程组如k2a1+k3a2=0。

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接着用同乘进行带入会得到一个简化的方程组为k3a1=0,根据已知a1是非0向量所以常数一定是0的,那么接着往上带得到得到k2a1是等于0的,因为a1是非零那么k2也是0,再往上带得到所有的常数是等于0。

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仍然用同乘进行求解,只不过方程等式左乘以A矩阵化简得到k1a1+k2a1+k2a2+k3a2+k3a3=0,再进行组合得到(k1+k2)a1+(k2+k3)a2+k3a3=0。假设常数项都是0,那么得到一个关于K的齐次方程组。

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线性方程k1+k2=0,k2+k3=0,k3=0。对系数矩阵进行分解并进行初等变换得到矩阵的等价矩阵是E,所以系数矩阵是满秩,所以方程只有0解。也就是k1,k2,k3都是等于0。带入最初的线性方程知道方程一定是线性无关的。这跟当初的设想是一样的。

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用秩求解,如果AB=0那么有一个结论是RA+RB小于等于N。其中的N是A矩阵的行向量的个数,也是B向量的列的维数。如果确定了一个矩阵的秩,另一个秩一定是可以确定的。那么线性相关还是无关就可以确定了。

注意事项

两个向量正交也就是矩阵的积是0矩阵。

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