簡介
設線性無關的向量組
可由向量組
線性表示,則m簇t,並且可從 中選出t一m個向量,使得向量組
與向量組(2)等價。
上述定理通常稱為替換定理。
證明
方法一
設向量組(2)的極大無關組為
顯然r≤t,由於(1)可由(2)線性表示,故(4)也是
的一個極大無關組,又因
線性無關,故m≤r,又r≤t,從而m≤t。
因(5)的秩為r,顯然m≤r,適當選擇 可把(1)擴充為(5)的一個極大無關組。
由於(4),(7)均為(5)的極大無關組,故(4)與(7)等價,故(7)是(2)的極大無關組,從(2)中
之外選取 ,可得向量組
顯然,(8)和(2)等價。
方法二
由題設 ,得
若m>t,則
必有非零解 ,(未知量個數大於方程個數,故也)。從而有 ,即 線性相關,這與題設矛盾,因此m≤t。
下證第二部分,設向量組(2)的秩為r,不防設 是(2)的極大無關組,則
由上述證明可知必有m≤t,由於 線性無關,故由(4)中 的係數組成的矩陣 的秩必為m,故它一定存在一個m階子式不為0,不防設它的前m列構成的m階子式不為0,由此易知 可由 線性表示,故 與 等價,又因為是(2)的極大無關組,因此與等價。