设α1,α2,…,αs可被β1,β2,…,βt线性表出,且秩相等,证明β1,β2,…,βt也可被α1,α2,…,αs线性
参考答案:方法一 依题意α1,α2,…,αs可被β1,β2,…,βt线性表出,α1,α2,…,αs的极大线性无关组就可被β1,β2,…,βt的极大线性无关组线性表出.又由于它们的秩相等,不妨设为r,并设α1,α2,…,αr和β1,β2,…,βr分别是α1,α2,…,αs和β1,β2,…,βt的极大线性无关组.构造一个新的向量组α1,α2,…,αr,β1,β2,…,βr于α1,α2,…,αr可被β1,β2,…,βr线性表出,所以β1,β2,…,βr是α1,α2,…,αr,β1,β2,…,βr的极大线性无关组,且向量组α1,α2,…,αr,β1,β2,…,βr的秩是r.又因为α1,α2,…,αr是向量组中的r个线性无关的向量,于是α1,α2,…,αr也是向量组α1,α2,…,αr,β1,β2,…,βr的一个极大线性无关组.因此α1,α2,…,αr和β1,β2,…,βr等价,从而有β1,β2,…,βr可以由α1,α2,…,αr线性表出,也就有β1,β2,…,βt可被α1,α2,…,αs线性表出.
方法二 设α1,α2,…,αr和β1,β2,…,βr分别是α1,α2,…,αs和β1,β2,…,βt的极大线性无关组.依题意α1,α2,…,αr可以被β1,β2,…,βr线性表出,不妨设
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写成矩阵形式,即
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记
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(α1,α2,…,αr)=(β1,β2,…,βr)A.
因为 r=r(α1,α2,…,αr)≤r(A),又r(A)≤r,所以r(A)=r.
即矩阵A可逆,于是有
(β1,β2,…,βr)=(α1,α2,…,αr)A-1.
就是说β1,β2,…,βr可以由α1,α2,…,αr线性表出,从而有β1,β2,…,βt可以由α1,α2,…,αs线性表出.