矩陣基礎知識------秩+線性相關和線性無關

矩陣的秩。秩 就是矩陣中 極大線性無關組的向量個數。

也就是 以這個矩陣的元素作爲係數的方程組中,線性無關的方程個數。

線性無關,就是 a,b,c個方程中,誰也不能通過自己或者另外兩個方程表示誰。

 線性相關和線性無關:

線性相關的意思就是若有一組向量,能有一組不全爲0的常數,使得:

,則表示,爲[線性相關]的向量。

反之,若要使成立,只能是 的話,那麼就表示這組向量[線性無關]

簡單來說就是,在線性相關的向量裏,裏面每一個向量都可以被其他向量來表示。線性無關的向量,則是裏面的向量無法通過其他向量來表示。那這有什麼用呢?以下列方程組爲例:

能否解出唯一解呢?上過初中的人都知道,4條方程,4個未知數,能解出唯一解。但是!!前提是這四條方程必須是線性無關的。爲什麼呢?你想想看,如果第一條方程可以通過其餘三條表示的話,那意味着,其餘三條方程也可以構造出其他方程,那不就變成一生二二生三,三生萬物..幾條方程可以構造無限方程嗎?那就很耍賴啊,要是你通過幾條方程變來變去構造出50條方程的話,那難道就能解50個未知數的方程了嗎?這顯然不行的,所以構造的方程都很水的,只是同樣的一些方程,換了衣服而已。所以要解四個未知數的方程組,必須要四條線性無關的方程,其中這四條方程誰也不能表示誰,即誰也不同通過線性變化變成誰。

如上面的方程,如果你將第一個方程的-1、-4、-2倍分別加在隨後的各個方程上,再變換一下,就可以得到:

看到沒有,後面的兩組方程,0=0,說的是廢話,所以後面兩條方程並沒有包含任何信息,是多餘的。真正有意義的只有前兩條方程。這兩個有意義的方程的係數,組成2個係數的向量,這兩個向量就是整個方程組的 [極大線性無關組] ,方程組內的所有向量都可以由 這個 [極大線性無關組] 表示。

就是 方程組內 極大線性無關組 的向量個數。

那你可能又問了,秩不是矩陣的秩嗎?你說的是方程組啊。。。。

方程組的常數係數就是矩陣中的數字。

所以 的大小,表示了這個矩陣所散發出的信息量的多少。

 

 

 

 

 

 

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