题目
已知 A 为 m 行 n 列的矩阵且行向量组线性无关,则下列说法一定正确的是()A. R(A) = nB. A 的列秩为 nC. m geq nD. R(A) = m
已知 $A$ 为 $m$ 行 $n$ 列的矩阵且行向量组线性无关,则下列说法一定正确的是()
A. $R(A) = n$
B. $A$ 的列秩为 $n$
C. $m \geq n$
D. $R(A) = m$
题目解答
答案
D. $R(A) = m$
解析
本题考查矩阵的秩、行秩、列秩以及向量组线性相关性之间的关系。解题的关键在于理解矩阵的秩与行向量组、列向量组线性相关性的联系,并根据已知条件进行推理。
1. 明确矩阵秩的相关概念
- 矩阵的秩 $R(A)$ 等于其行秩,也等于其列秩。行秩是指矩阵行向量组的极大线性无关组所含向量的个数,列秩是指矩阵列向量组的极大线性无关组所含向量的个数。
- 已知矩阵 $A$ 是 $m$ 行 $n$ 列的矩阵,即 $A$ 有 $m$ 个行向量和 $n$ 个列向量。
2. 根据行向量组线性无关的条件进行推理
- 因为矩阵 $A$ 的行向量组线性无关,而一个向量组线性无关时,其极大线性无关组就是该向量组本身。所以矩阵 $A$ 的行向量组的极大线性无关组所含向量的个数就是 $m$,即矩阵 $A$ 的行秩为 $m$。
- 又因为矩阵的秩等于行秩,所以 $R(A)=m$。
3. 对各选项进行分析
- 选项A:仅知道行向量组线性无关,不能得出 $R(A)=n$。例如,当 $m \lt n$ 时,$R(A)=m\neq n$,所以该选项错误。
- 选项B:矩阵的列秩等于行秩,由前面推理可知行秩为 $m$,所以列秩也为 $m$,而不是 $n$,该选项错误。
- 选项C:当 $m \lt n$ 时,矩阵 $A$ 的行向量组也可以线性无关,例如 $A=\begin{pmatrix}1 & 0 \\ 0 & 1\end{pmatrix}$,$m = 2$,$n = 2$;再如 $A=\begin{pmatrix}1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0\end{pmatrix}$,$m = 2$,$n = 3$,行向量组依然线性无关,所以不能得出 $m\geq n$,该选项错误。
- 选项D:前面已经推理得出 $R(A)=m$,该选项正确。