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线性代数 · 第四章 n 维向量空间 · 4.3 向量组的秩与极大无关组

向量组的秩与极大无关组

向量组的秩是其中最多能保留多少个线性无关向量,极大无关组就是这样一组核心向量。

把向量组排成以向量为列的矩阵后,向量组的秩等于该矩阵的秩。极大无关组中的向量线性无关,而原向量组中其余向量都可由它表示;实际计算时常把矩阵化为行阶梯形,再从主元列追溯原向量。

开始自测

学完要会什么

能按照本页的图解路径说明“向量组的秩与极大无关组”的判断顺序,并完成一道基础的概念或计算题。

做题前先检查

  • 先明确题目研究的对象与符号,避免把“向量组的秩与极大无关组”和相近概念混用。
  • 需要计算时,先确认本页的核心公式或定义:向量组矩阵:A=(\alpha1,\ldots,\alpham)。
  • 最后复核一个高频易错点:把化简后矩阵的列直接当成原向量组的极大无关组。

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 向量组的秩在几何上像什么?

提示:只数不能互相替代的方向。

2. 用行化简找极大无关组时,最后应回到哪一组列?

提示:主元位置来自化简矩阵,向量要来自原题。

3. 新增一个可由已有向量表示的向量会改变秩吗?

提示:它没有提供新方向。

关键公式

  • 向量组矩阵:
  • 秩的对应:
  • 极大无关组向量个数:

常见易错点

  • 把化简后矩阵的列直接当成原向量组的极大无关组
  • 把向量个数误当成向量组的秩
  • 忘记极大无关组既要无关,也要能表示其余向量