替換定理

線上性空間V中給出兩個有限向量組: 1.a1,a2,…,at,; 2.b1,b2:,…,bs. 若向量組1線性無關,並且向量組1可由向量組2線性表示,則t

簡介

替換定理 替換定理
替換定理 替換定理

設線性無關的向量組

替換定理 替換定理

可由向量組

替換定理 替換定理
替換定理 替換定理

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

替換定理 替換定理

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

替換定理 替換定理

顯然r≤t,由於(1)可由(2)線性表示,故(4)也是

替換定理 替換定理

的一個極大無關組,又因

替換定理 替換定理

線性無關,故m≤r,又r≤t,從而m≤t。

替換定理 替換定理

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。

替換定理 替換定理
替換定理 替換定理

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

替換定理 替換定理

之外選取 ,可得向量組

替換定理 替換定理

顯然,(8)和(2)等價。

方法二

替換定理 替換定理

由題設 ,得

替換定理 替換定理

若m>t,則

替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理

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。

替換定理 替換定理

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

替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理
替換定理 替換定理

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。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們