线性代数第三章向量

第三章 n 维向量与线性方程组

3.1 n 维向量

定义 n 维向量:n个数x1, x2, ... , xn组成的有序数组 n 维向量的分量 xk 称为向量的第 k 个分量

矩阵的行数或列数为1的时候——向量~

行向量与列向量
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线性代数第三章向量_第1张图片
负向量

(针对谁的负向量~)
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零向量
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复向量与实向量
(复数向量与实数向量)

  • 定义 向量的相等

  • 向量的线性运算 —— 加法与数乘

  1. 分量个数相同的列(行)向量之间的运算
  2. 与矩阵的相应运算法则相同

设α ,β,γ 是n 维向量 , k , l 是数

 n维实向量的全体构成的集合---n维向量空间
 
 运算性质——

加法交换律
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加法结合律
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零向量
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负向量
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分配律
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分配律
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3.2 向量的线性关系
1 向量的线性组合 — 一个向量与一组向量的关系

【引例】
线性代数第三章向量_第2张图片
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定义 向量β可由向量α1,α2,… αm 线性表示 或者说(向量β 是向量1, 2, , m 的线性组合)

若存在 m 个数k1, k2, … , km ,使得
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称向量β可由向量α1,α2,… αm 线性表出(示)
或称向量β是向量α1,α2,… αm 的线性组合
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  • 与线性方程组的关系
    线性代数第三章向量_第3张图片

    线性代数第三章向量_第4张图片
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    等价关系

  • β可由向量α1,α2,… αm 线性表出
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    r (A) = r(A β) = r(α1,α2,… αm,β )

其中 A = (α1,α2,… αm)

  • β 可由α1,α2,… αm线性表出,且 表出系数唯一
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    r (A) = r(A β ) = m

  • β 可由α1,α2,… αm 线性表出,表出系数不唯一
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    线性代数第三章向量_第5张图片
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    r (A) = r(A β ) < m

  • β 不能由α1,α2,… αm 线性表出
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    r (A) ≠ r(A β )

例题——可否线性表出
线性代数第三章向量_第6张图片
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有关结论

  • n 维零向量可以被任意 n 维向量组线性表出
  • 任意 n 维向量可以被 n 维基本(单位)向量组线性表出
    线性代数第三章向量_第11张图片
  • 一个 n 维向量组中的每一个向量可由整个向量组
    线性表出
  • 若向量α 可以被向量组α1, α2, …,αs 中的部分向量
    线性表出, 则α必可被整个向量组线性表出
  • 若AB =C,
    则C 的列向量组可由 A 的列向量组线性表出
    则C 的行向量组可由 B 的行向量组线性表出

    线性代数第三章向量_第12张图片

    线性代数第三章向量_第13张图片
2 线性相关与线性无关 — 一组向量间的关系

定义 线性相关与线性无关
设α1, α2, …,αm 是 m 个 n 维向量,
若存在 m 个不全为零的数k1, k2, …, km使得
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其中0 为 n 维零向量, 则称α1, α2, …,αm线性相关,否则,称它们线性无关

待补

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