设n维列向量组α1,α2,…,α3线性无关,A为m×n矩阵,试讨论向量组Aα1,Aα2,…,Aαs的线性相关性.
参考答案:[解] 设k1Aα1+k2Aα2+…+ksAαs=0,则
A(k1α1+k2α2+…+ksαs)=0
(1)若矩阵A的秩r(A)=n,则齐次线性方程组Ax=0只有零解.于是
k1α1+k2α2+…+ksαs=0
由于α1,α2,…,α3线性无关,故k1=k2=…=ks=0.从而向量组Aα1,Aα2,…,Aαs线性无关.
(2)若矩阵A的秩r(A)<n,则向量组Aα1,Aα2,…,Aαs的线性相关性是不确定的,既可能线性相关,也可能线性无关.
[*]
解析:[评注] 当秩r(A)<n时,齐次线性方程组Ax=0有非零解.若有某个非零解η可以由α1,α2,…,αs线性表示,即
η=k1α1+k2αk1α1+…+ksαs,且k1,k2,…,ks不全为0.
则k1Aα1+k2Aα2+…+ksAαs=A(k1α1+k2α2+…+ksαs)=Aη=0从而Aα1,Aα2,…,Aαs线性相关.
若Ax=0的任意非零解均不能由α1,α2,…,αs线性表出,那么对于任意不全为零的常数k1,k2,…,ks,非零向量γ=k1α1+k2α2++…+ksαs肯定不是Ax=0的解.于是对任意不全为0的常数k1,k2,…,ks,恒有
k1Aα1+k2Aα2+…+ksAαs=A(k1α1+k2α2+…+ksαs)≠0从而Aα1,Aα2,…,Aαs线性无关.