设n维列向量组α1,α2,…,αm(m﹤n)线性无关,则n维列向量组β1,β2,…,βm线性无关的充分必要条件为( ).

admin2020-06-05  22

问题 设n维列向量组α1,α2,…,αm(m﹤n)线性无关,则n维列向量组β1,β2,…,βm线性无关的充分必要条件为(    ).

选项 A、向量组α1,α2,…,αm可由向量组β1,β2,…,βm线性表示
B、向量组β1,β2,…,βm可由向量组α1,α2,…,αm线性表示
C、向量组α1,α2,…,αm与向量组β1,β2,…,βm等价
D、矩阵A=(α1,α2,…,αm)与矩阵B=(βm,β2,…,βm)等价

答案D

解析 方法一
因为同型矩阵A,B等价的充要条件是R(A)=R(B),而

所以β1,β2…,βm线性无关的充分必要条件是R(A)=R(B),即矩阵A与B等价.
方法二
选项(A),(C)仅是向量组β1,β2…,βm线性无关的充分而非必要条件.
对于(A),因为α1,α2,…,αm可由β1,β2…,βm线性表示,所以R(α1,α2,…,αm)≤R(β1,β2…,βm).又由α1,α2,…,αm线性无关知,秩R(α1,α2,…,αm)=m.而向量组β1,β2…,βm只有m个向量,所以R(β1,β2…,βm)=m,即β1,β2…,βm线性无关,可见(A)是β1,β2…,βm线性无关的充分条件,但由α1,α2,…,αm与β1,β2…,βm均线性无关,只能推得其秩相等,是不能推得这两个向量组间的线性表示关系的,如令

显然,向量组α1,α2与β1,β2均线性无关,但α1,α2与β1,β2均不能互相线性表示,依上例同时可知(C)在已知条件下,也仅是β1,β2…,βm线性无关的充分而非必要条件.
对于(B),因向量组β1,β2…,βm可由向量组α1,α2,…,αm线性表示,则有
R(β1,β2…,βm)≤R(α1,α2,…,αm)=m
由此不能推得β1,β2…,βm的线性相关性.由此可知(B)也不是β1,β2…,βm线性无关的必要条件.
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