高等代数问题(α1,α2,…,αs)是
证法一:
设V=L(α1,α2,…,αs),由于(α1,α2,…,αs)是线性无关向量组,从而V是s维线性空间,并且α1,α2,…,αs为V的一组基。
在V上定义线性变换
А(α1,α2,…,αs)=(α1,α2,…。 ,αs)A,
则线性变换的秩(А)=矩阵的秩(A)
又А(α1,α2,…,αs)=(Аα1,Аα2,…,Аαs)
(α1,α2,…。,αs)A=(β1,β2,…,βs)
因此(Аα1,Аα2,…,Аαs)=(β1,β2,…,βs)
即Аαi=βi
所以
矩阵的秩(A)=线性变换的秩(А)
=秩(Аα1,Аα2,…,Аαs)
=秩(β1,β2,…,βs)
得证。
证法二...全部
证法一:
设V=L(α1,α2,…,αs),由于(α1,α2,…,αs)是线性无关向量组,从而V是s维线性空间,并且α1,α2,…,αs为V的一组基。
在V上定义线性变换
А(α1,α2,…,αs)=(α1,α2,…。
,αs)A,
则线性变换的秩(А)=矩阵的秩(A)
又А(α1,α2,…,αs)=(Аα1,Аα2,…,Аαs)
(α1,α2,…。,αs)A=(β1,β2,…,βs)
因此(Аα1,Аα2,…,Аαs)=(β1,β2,…,βs)
即Аαi=βi
所以
矩阵的秩(A)=线性变换的秩(А)
=秩(Аα1,Аα2,…,Аαs)
=秩(β1,β2,…,βs)
得证。
证法二:
设秩(A)=r,则存在初等矩阵P1,P2,。。。,Pn,Q1,Q2,。。。,Qm,使得
A=(P1P2。。。Pn)(Er)(Q1Q2。。。Qm)
这里Er是前r个对角线元素为1,其余元素为零的s*s矩阵
于是(β1,β2,…,βs)=(α1,α2,…。
,αs)A
=(α1,α2,…。,αs)(P1P2。。。Pn)(Er)(Q1Q2。。。Qm)
=【(α1,α2,…。,αs)(P1P2。。。Pn)】(Er)(Q1Q2。。。Qm)
记(γ1,γ2,。
。。,γs)=【(α1,α2,…。,αs)(P1P2。。。Pn)】
则(β1,β2,…,βs)
=【(α1,α2,…。,αs)(P1P2。。。Pn)】(Er)(Q1Q2。。。Qm)
=(γ1,γ2,。
。。,γs)(Er)(Q1Q2。。。Qm)
=(γ1,γ2,。。。,γr,0,。。。,0)(Q1Q2。。。Qm)
由于初等变换不改变矩阵的秩,所以
(γ1,γ2,。。。,γs)=秩(α1,α2,…。
,αs)=s,
即γ1,γ2,。。。,γs线性无关。
并且 r = 秩(γ1,γ2,。。。,γr,0,。。。,0)=
秩【(γ1,γ2,。。。,γr,0,。。。,0)(Q1Q2。。。Qm)】
所以秩(β1,β2,…,βs)
= 秩【(γ1,γ2,。
。。,γr,0,。。。,0)(Q1Q2。。。Qm)】= r = 秩(A)
证毕。
。收起