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矩阵秩重要知识点总结_考研必看

1.非齐次线性方程组
(1)R(A)=R(A,B),方程有解.
(2)R(A)=R(A,B)=n,解唯一.
(3)R(A)=R(A,B)<n,无穷多解.解向量的个数=n-R(A)
(4)R(A)≠R(A,B)
2.齐次线性方程组
(1)一定有解
(2)有非零解的充要条件R(A)<n
四.向量组线性相关性
向量组线性相关:
(3)向量组A中任何一个向量都不能由其余m-1个向量线性表示.
重要推论:
1.若向量组A:a1, a2,…, am线性相关,则向量组B:a1, a2,…, am, am+1也线性相关.其逆否命题也成立,即若向量组B线性无关,则向量组A也线性无关.
2.m个n维向量组成的向量组,当维数n小于向量个数m时,一定线性相关.
一.矩阵等价
行等价:矩阵A经若干次初等行变换变为矩阵B
列等价:矩阵A经若干次初等列变换变为矩阵B
矩阵等价:矩阵A经若干次初等行变换可以变为矩阵B,矩阵B经若干次初等行变换可以变成矩阵A,则成矩阵A和B等价
矩阵等价的充要条件
1.存在可逆矩阵P和Q,PAQ=B
2.R(A)=R(B)
二.向量的线性表示
Case1:向量 能由向量组A线性表示:
3.特别地,n + 1个n维向量一定线性相关.
设向量组A:a1, a2,…, am线性无关,而向量组B:a1, a2,…, am, b线性相关,则向量b必能由向量组A线性表示,且表示式是唯一的.
五.斯密特正交化
第二步单位化,令六、正源自阵n阶矩阵A是正交阵的充要条件是A的列向量都是单位向量且两两正交;A的行向量都是单位向量且两两正交。
充要条件:
1.线性方程组A =b有解
2.R(A)=R(A,b)
Case2:向量组B能由向量组A线性表示
充要条件:
R(A)=R(A,B)
推论∵R(A)=R(A,B),R(B)≤R(A,B)∴R(B)≤R(A)
Case3:向量组A能由向量组B线性表示
充要条件:
R(B)=R(B,A)
推论∵R(B)=R(A,B),R(A)≤R(A,B)∴R(A)≤R(B)
Case4:向量组A和B能相互表示,即向量组A和向量组B等价
充要条件:
R(A)=R(B)=R(A,B)=R(B,A)
Case5:n维单位坐标向量组 能由矩阵A的列向量组线性表示
充要条件是:
R(A)=R(A,E)
n=R(E)<=R(A),又R(A)>=n,所以R(A)=n=R(A,E)
三.线性方程组的解
Case3:两个向量线性相关,向量的分量对应成比例
Case4:三个向量线性相关,向量共面
向量组线性无关
向量组A:a1,a2, …,am线性无关
如果k1a1+k2a2+ … +kmam=0(零向量),则必有k1=k2= … =km=0.
充要条件
(1)m元齐次线性方程组Ax= 0只有零解.
(2)矩阵A= (a1,a2, …,am)的秩等于向量的个数m.
存在不全为0的实数 、 ,满足 =0
充要条件:
(1)R(A)<n
(2)向量组中至少有一个向量能由其余n-1个向量线性表示
(3)n元齐次线性方程组Ax= 0有非零解.
Case1:向量组A要么线性相关,要么线性无关,两者必居其一
Case2:向量组A只包含一个向量 , 是零向量,向量组A线性无关;
是非零向量,向量组A线性无关。
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