题目
1.划去矩阵A的某一行得到矩阵B,-|||-则矩阵A的秩等于矩阵B的秩的充分-|||-必要条件是所划去的行可用其余的行线性表示.
1.
题目解答
答案
证明:
得证。
解析
考查要点:本题主要考查矩阵秩的性质及行线性相关的概念,重点在于理解行的增减对矩阵秩的影响。
解题核心思路:
- 必要性:若划去某一行后秩不变,则该行必须属于原矩阵其他行的行空间,即能被其他行线性表示。
- 充分性:若该行可被其他行线性表示,则添加此行不会改变矩阵的秩,因此原矩阵与划去该行后的矩阵秩相等。
破题关键点:
- 秩的定义:矩阵的秩是极大线性无关行的个数。
- 行空间维度:若划去某行后秩不变,说明该行未增加原矩阵的行空间维度。
证明:
必要性(若 $r(A) = r(B)$,则划去的行可由其余行线性表示)
-
秩相等的含义:
设 $A$ 是 $m \times n$ 矩阵,划去第 $k$ 行得到 $B$。若 $r(A) = r(B)$,则 $A$ 的行空间与 $B$ 的行空间维度相同。 -
行空间关系:
$B$ 的行空间是 $A$ 的行空间的子空间,且两者的维度相等,因此 $A$ 的行空间等于 $B$ 的行空间。 -
结论:
第 $k$ 行属于 $B$ 的行空间,即第 $k$ 行可由 $B$ 的行(即 $A$ 的其他行)线性表示。
充分性(若划去的行可由其余行线性表示,则 $r(A) = r(B)$)
-
行线性相关性:
若第 $k$ 行可由 $A$ 的其他行线性表示,则第 $k$ 行在 $A$ 中是线性相关的。 -
秩的不变性:
添加线性相关的行不会改变矩阵的秩,因此 $r(A) = r(B)$。