如何判斷向量的線性相關和線性無關性

2021-03-27 18:45:14 字數 5541 閱讀 2610

1樓:匿名使用者

1、定義法

令向量組的線性組合為零(零向量),研究係數的取值情況,線性組合為零當且僅當係數皆為零,則該向量組線性無關;若存在不全為零的係數,使得線性組合為零,則該向量組線性相關。

2、向量組的相關性質

(1)當向量組所含向量的個數與向量的維數相等時,該向量組構成的行列式不為零的充分必要條件是該向量組線性無關;

(2)當向量組所含向量的個數多於向量的維數時,該向量組一定線性相關;

(3)通過向量組的正交性研究向量組的相關性;

(4)通過向量組構成的齊次線性方程組解的情況判斷向量組的線性相關性;線性方程組有非零解向量組就線性相關,反之,線性無關。

(5)通過向量組的秩研究向量組的相關性。若向量組的秩等於向量的個數,則該向量組是線性無關的;若向量組的秩小於向量的個數,則該向量組是線性相關的。

2樓:匿名使用者

1. 顯式向量組

將向量按列向量構造矩陣a

對a實施初等行變換, 將a化成梯矩陣

梯矩陣的非零行數即向量組的秩

向量組線性相關 <=> 向量組的秩 < 向量組所含向量的個數2. 隱式向量組

一般是 設向量組的一個線性組合等於0

若能推出其組合係數只能全是0, 則向量組線性無關否則線性相關.

滿意請採納^_^.

3樓:芒克族

列出矩陣,對矩陣進行等效變換,最後化簡成上三角矩陣形式,如果有的行全部元素為零,則線性相關,否則線性無關

4樓:匿名使用者

直接按照定義就可以了,或者把他們做成矩陣,如果對應的行列式值為零就說明是線性無關性否則是線性相關

判斷向量組線性相關還是線性無關?

5樓:匿名使用者

解:令x(1,1,3,1)+

y(3,-1,2,4)+z(2,2,7,-1)=(0,0,0,0),有

x+3y+2z=0且x-y+2z=0且3x+2y+7z=0且x+4y-z=0,這個方程組有且只有零解,即x=y=z=0,故線性無關。

6樓:匿名使用者

1 1 3 1

3 -1 2 4

2 2 7 -1 、

線性變化後

1 1 3 1

0 -4 -7 1

0 0 1 -3

有非零解,所以線性無關

怎樣判斷向量組是線性相關還是線性無關

7樓:匿名使用者

把向量組的各列向量拼成一個矩陣,求出矩陣的秩。若秩小於向量個數,則向量組線性相關;若秩等於向量個數,則向量組線性無關。

8樓:約清風同行就好

先把向量組的各列向量拼成一個矩陣,並施行初等行變換變成行階梯矩陣,即可同時看出矩陣的秩。若矩陣a秩小於向量個數m,則向量組線性相關;若矩陣a秩等於向量個數m,則向量組線性無關。這兩個互為充要條件。

參考文獻:《工程數學線性代數同濟第六版》p87-88

9樓:寒光冷冽

如果行數本來就小於向量個數,那豈不是不需要判斷了??

10樓:匿名使用者

1. 顯式向量組

將向量按列向量構造矩陣a

對a實施初等行變換, 將a化成梯矩陣

梯矩陣的非零行數即向量組的秩

向量組線性相關 <=> 向量組的秩 < 向量組所含向量的個數2. 隱式向量組

一般是 設向量組的一個線性組合等於0

若能推出其組合係數只能全是0, 則向量組線性無關否則線性相關.

滿意請採納^_^.

怎麼判斷是線性相關,還是線性無關,要完整的

11樓:angela韓雪倩

1、顯式向量組:

將向量按列向量構造矩陣a,對a實施初等行變換,將a化成梯矩陣,梯矩陣的非零行數即向量組的秩。

向量組線性相關 <=> 向量組的秩 < 向量組所含向量的個數2、隱式向量組:

一般是設向量組的一個線性組合等於0,若能推出其組合係數只能全是0,則向量組線性無關,否則線性相關。

怎樣簡單的判斷線性相關和線性無關

12樓:北大學霸

一、 定義與例子 :定義 9.1 對向量組 ,如果存在一組不全為零的數 , 使得 那麼, 稱向量組 線性相關.

如果這樣的 個數不存在, 即上述向量等式僅當 時才能成立, 就稱向量組 線性無關. 含零向量的向量組 一定線性相關 , 因為 其中, 不全為零. 只有一個向量 組成的向量組線性無關的充分必要條件是 , 線性相關的充分必要條件是 .

考慮齊次線性方程組 (*) 它可以寫成 , 或 , 其中 . 由此可見, 向量組 線性相關的充分必要條件是齊次線性方程組 (*) 有非零解. 也就是說, 向量組 線性無關的充分必要條件是齊次線性方程組 (*) 只有零解.

例1 向量組 是線性無關的 . 解: 設有 使 , 即 , 得齊次線性方程組 .

解此方程組得 , 所以向量組 線性無關. 例2 設向量組 線性無關, 又設 , 證明向量組 也線性無關. 證明:

設有 使 , 即 , 因為 線性無關, 故有 此線性方程組只有零解 , 也即向量組 線性無關. 定理 9.1 向量組 線性相關的充分必要條件是其中至少有一個向量可以由其餘 個向量線性表示 .

證明: 必要性 設 線性相關, 即存在一組不全為零的數 , 使得 . 不妨設 , 則有 , 即 可以由其餘 個向量 線性表示.

其實, 在向量等式 中, 任何一個係數 的向量 都可以由其餘 個向量線性表示 . 充分性 設向量組 中有一個向量能由其餘 個向量線性表示 . 不妨設 , 則 , 因為 不全為零, 所以 線性相關.

二、向量組線性相關和線性無關判別定理 :設矩陣 的列向量組為 , 矩陣 的列向量組為 ,其中矩陣 是通過對矩陣 做行初等變換後得到的.我們有以下定理:

定理 9.2 向量組 與向量組 有相同的線性相關性. 證明 :

記 .那麼,當且僅當齊次線性方程組 有非零解時向量組 線性相關.當且僅當齊次線性方程組 有非零解時向量組 線性相關.

由於齊次線性方程組 或者只是對調了 的第 個方程與第 個方程的位置,或者只是用非零數 承 的第 個方程,或者只是把 的第 個方程的 倍加到第 個方程上去,這連個方程組一定是同解的,所以,對應的向量組 有相同的線性相關性. 定理 9.3 如果向量組 線性相關,那麼 也線性相關.

證明 :向量組 線性相關,即存在不全為零的數 使 , 於是 , 但是 , 仍不全為零,因此,向量組 線性相關. 推論 9.

4 線性無關向量組的任意一個非空部分組仍是線性無關向量組. 定理 9.5 設有 維向量組 與 維向量組 如果向量組 線性無關,那麼,向量組 也線性無關.

推論 9.6 維向量組的每一個向量新增 個分量成為 維向量.如果 維向量組線性無關,那麼, 維向量組也線性無關.

反言之,如果 維向量組線性相關,那麼, 維向量組也線性相關. 定義 9.2 在 型的矩陣 中,任取 行 列 ,位於這些行列交叉處的 個元素,不改變它們在 中所處的位置次序而得的 階矩陣行列式,稱為矩陣 的 階子式.

型矩陣 的 階子式共有 個. 定理 9.7 設 維向量組 構成矩陣 則向量組 線性無關的充分必要條件是矩陣 中存在一個不等於零的 階子式.

推論 9.8 個 維向量組線性無關的充分必要條件是它們所構成的 階矩陣的行列式不等於零. 推論 9.

9 當 時, 個 維向量 必線性相關. 思考題:1、 舉例說明下列各命題是錯誤的 (1) 若向量組 線性無關,則 可由 線性表示; (2) 若有不全為零的數 使 則 線性相關, 也線性相關; (3) 若只有當 全為零時, 等式 才能成立 線性無關, 也線性無關; (4) 若 線性相關, 也線性相關, 則有不全為零的數 , 使 同時成立.

2、 判斷下列向量組是否線性相關 : (1) ; (2) ; (3) ; (4) . 3. 設向量組 線性無關, 討論向量組 的線性相關性 .

4、 設向量組 線性無關, 線性相關, 則 必可由向量組 線性表示. 5 、選擇題 (1) 維向量組 線性無關的充分必要條件是 a. 存在一組不全為零的數 , 使 ; b.

中任意兩個向量都線性無關 ; c. 中存在一個向量 , 它不能由其他向量線性表示 ; d. 中任意一個向量都不能被其他向量線性表示 .

(2) 已知向量組 線性無關, 則向量組 a. 也線性無關; b. 也線性無關; c.

也線性無關; d. 也線性無關. (3) 設有任意兩個 維向量組 與 .

如果存在兩組不全為零的數 與 使 則 a. 與 . 線性相關; b.

與 . 線性無關; c. 線性無關; d.

線性相關.

怎樣證明一組向量線性相關或者線性無關

13樓:demon陌

把向量組的各列向量拼成一個矩陣,求出矩陣的秩。若秩小於向量個數,則向量組線性相關;若秩等於向量個數,則向量組線性無關。

例如在三維歐幾里得空間r的三個向量(1, 0, 0),(0, 1, 0)和(0, 0, 1)線性無關;但(2, −1, 1),(1, 0, 1)和(3, −1, 2)線性相關,因為第三個是前兩個的和。

14樓:匿名使用者

最直觀的方法,就是把這些向量組成一個矩陣,然後用初等行變換將之變成只含1和0的矩陣;

然後觀察每列的元素,如果某一列能夠被其他列線性計算表示,則說明是線性相關,反之線性無關。

例如:a=[1 0 0]t 和b= [010]t 和c= [001]t, 他們之間是沒辦法 用 a = b*b+c*c 來表示的,或者找不到b和c,使得 a = b*b+c*c成立, 此時說明a和b c線性無關。 反之,如果能找到b和c,使得 a = b*b+c*c成立,那麼a和b c線性無關

判斷線性相關還是線性無關

15樓:數學旅行者

線性無關。

對矩陣作初等列變換,化成列階梯形矩陣

16樓:匿名使用者

1. 顯式向量組

將向量按列向量構造矩陣a

對a實施初等行變換, 將a化成梯矩陣

梯矩陣的非零行數即向量組的秩

向量組線性相關 <=> 向量組的秩 < 向量組所含向量的個數2. 隱式向量組

一般是 設向量組的一個線性組合等於0

若能推出其組合係數只能全是0, 則向量組線性無關否則線性相關.

滿意請採納^_^.

17樓:匿名使用者

1 1 3 1

3 -1 2 4

2 2 7 -1 、

線性變化後

1 1 3 1

0 -4 -7 1

0 0 1 -3

有非零解,所以線性無關

18樓:匿名使用者

解:令x(1,1,3,1)+y(3,-1,2,4)+z(2,2,7,-1)=(0,0,0,0),有

x+3y+2z=0且x-y+2z=0且3x+2y+7z=0且x+4y-z=0,這個方程組有且只有零解,即x=y=z=0,故線性無關。

怎樣判斷向量組是線性相關還是線性無關

把向量組的各列向量拼成一個矩陣,求出矩陣的秩。若秩小於向量個數,則向量組線性相關 若秩等於向量個數,則向量組線性無關。先把向量組的各列向量拼成一個矩陣,並施行初等行變換變成行階梯矩陣,即可同時看出矩陣的秩。若矩陣a秩小於向量個數m,則向量組線性相關 若矩陣a秩等於向量個數m,則向量組線性無關。這兩個...

向量組的線性相關性的問題,向量組的線性相關性問題

所謂線性相關,就是指它們有類似於直線函式的相關關係所謂充要條件,說簡單專 點吧,那兩個向量來舉例子屬,a向量與b向量線性相關,即a向量可以表示為b向量的線性組合,那麼結論就不言而喻了。三個向量或以上不也一樣嗎?同樣的ab向量可以用線性表示了,那麼不就是線性相關了嗎?當然這種定理聽起來像廢話,不過存在...

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