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数学
题目

设 A 为 n 阶矩阵,R(A) = r A. 任意一个行向量都可由其余行向量线性表示B. 任意 r 个行向量都构成极大线性无关组C. 必有 r 个行向量线性无关D. 任意 r 个行向量线性无关

设 A 为 $n$ 阶矩阵,$R(A) = r < n$,则在 A 的 $n$ 个行向量中()

A. 任意一个行向量都可由其余行向量线性表示

B. 任意 $r$ 个行向量都构成极大线性无关组

C. 必有 $r$ 个行向量线性无关

D. 任意 $r$ 个行向量线性无关

题目解答

答案

C. 必有 $r$ 个行向量线性无关

解析

本题考查矩阵的秩与行向量组线性相关性的关系。关键点在于理解矩阵的秩表示行向量组的最大线性无关组的个数,并分析各选项是否符合这一性质。

核心思路:

  1. 秩的定义:矩阵的秩$R(A)=r$意味着行向量组中存在$r$个线性无关的向量,其余向量均可由这$r$个向量线性表示。
  2. 极大线性无关组:只有当$r$个向量本身线性无关且能表示所有其他向量时,才是极大线性无关组。
  3. 选项辨析:需判断是否存在特定条件下的反例,排除错误选项。

选项分析

选项A

“任意一个行向量都可由其余行向量线性表示”

  • 反例:若存在零向量,则零向量可由其他向量表示,但其他非零向量未必能由零向量和其他向量表示。例如,行向量为$a, b, 0$($a,b$线性无关),则$a$无法由$b$和$0$表示。
  • 结论:选项A错误。

选项B

“任意$r$个行向量都构成极大线性无关组”

  • 反例:若选$r$个线性相关的行向量(如$a, 2a, b$中选$a, 2a$),则无法构成极大线性无关组。
  • 结论:选项B错误。

选项C

“必有$r$个行向量线性无关”

  • 依据:矩阵的秩$r$定义即存在$r$个线性无关的行向量。
  • 结论:选项C正确。

选项D

“任意$r$个行向量线性无关”

  • 反例:若存在$r$个线性相关的行向量(如$a, a, b$中选$a, a$),则线性相关。
  • 结论:选项D错误。

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