定义与判定 核心
💡 秒懂:一组向量“相关”=其中有人是多余的(能被其余拼出来);“无关”=谁也替代不了谁,必须全体到场。
重要性质 必背
💡 秒懂:向量个数 > 维数必相关(人比座位多必有人挤);含零向量必相关;部分相关则整体相关。
① 向量个数 > 维数 ⇒ 必相关;② 含零向量 ⇒ 相关;③ 部分相关 ⇒ 整体相关(反之无关);④ 无关组加一向量可能变相关。
🔑 “多必相关、零必相关、部分相关则整体相关”三句话。
例题:判断 α₁=(1,2), α₂=(2,4) 的相关性。
判定
思路:成比例。
α₂=2α₁,存在非零系数 2·α₁−α₂=0。
故线性相关。
答案:线性相关
例题:α₁=(1,0,0), α₂=(0,1,0), α₃=(0,0,1) 是否无关?
标准基
思路:只有零组合得零。
k₁α₁+k₂α₂+k₃α₃=(k₁,k₂,k₃)=0 ⇒ k₁=k₂=k₃=0。
故线性无关(是三维标准基)。
答案:线性无关
3极大线性无关组与向量组的秩 重点
从一组(可能相关)向量里挑出“最核心、彼此独立、又能代表全体”的子集。
极大无关组 定义
💡 秒懂:从团队里选出最少的关键人物,他们彼此独立,且加上任何其他人都会“冗余”(能被他们表示)。
向量组的一个部分组,自身线性无关,且再加入原组中任一向量就相关,则称极大线性无关组。其向量个数 = 向量组的秩。
🔑 极大无关组个数 = 向量组秩 = 矩阵的秩(把向量作列排成矩阵)。
等价向量组 概念
💡 秒懂:两组向量能互相表示,就是“同一批信息的两套说法”,它们秩相同。
若两组向量可互相线性表示,则称等价;等价向量组秩相等。向量组的秩 = 列秩 = 行秩 = 矩阵秩。
⚠️ 矩阵秩与向量组秩统一,是衔接矩阵与向量的桥梁。
例题:求 α₁=(1,0), α₂=(0,1), α₃=(1,1) 的极大无关组与秩。
极大无关组
思路:前两无关,第三是前两之和。
α₁,α₂ 不成比例 ⇒ 线性无关;α₃=α₁+α₂ 可被表示。
故 {α₁,α₂} 是极大无关组,秩=2。
答案:极大无关组 {α₁,α₂},秩为 2
✓本章互动小测
做完点“交卷”看解析,错题回上面知识点再巩固。