如何判断几个向量是否线性无关

如何判断几个向量是否线性无关

    • 可以凑方阵
    • 凑不成方阵
      • rref 函数-简化的行阶梯形矩阵(Gauss-Jordan 消去法)

可以凑方阵

举个例子,有三个向量,分别为a1=[1 1 1] a2=[1 0 0] a3=[0 1 0],要求它们是否线性相关。
将这三个 组合一个矩阵

A=[a1;a2;a3]
A =

 1     1     1
 1     0     0
 0     1     0

然后求A的行列式,如果行列式等于0,则说明这三个向量是线性相关,否则,就是线性无关。
以上步骤用matlab书写,就是:

a1=[1 1 1];
a2=[1 0 0];
a3=[0 1 0];
A=[a1;a2;a3]

A =

 1     1     1
 1     0     0
 0     1     0

det(A)

ans =

 1

我们看到,行列式不等于零,所以这些向量是线性无关的。

凑不成方阵

当向量的维数不等于向量的个数时,上面的方法就不能做。就要用到求rref函数了。例如a1=[1 1 1] a2=[1 0 0],求它们是否线性无关。
代码如下:>> A=[a1;a2]

A =

 1     1     1
 1     0     0

RREF=rref(A)

RREF =

 1     0     0
 0     1     1

最后一行不全为零,说明它们是相线无关的,如果最后一行全为零,说明它们为相线相关的。
例如:a1=[1 1 1]; a2=[1 0 0]; a3=[0 1 0];a4=[1 0 1];>> A=[a1;a2;a3;a4]

A =

 1     1     1
 1     0     0
 0     1     0
 1     0     1

rref(A)

ans =

 1     0     0
 0     1     0
 0     0     1
 0     0     0

最后一行全为零,说明这四个向量是线性相关的。

rref 函数-简化的行阶梯形矩阵(Gauss-Jordan 消去法)

R = rref(A) 使用 Gauss-Jordan 消去法和部分主元消去法返回简化行阶梯形的 A。
官方文档

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