列空間和零空間

2021-09-23 02:01:39 字數 619 閱讀 5716

定理2 mn矩陣a的零空間是rn的乙個子空間,等價地,m個方程,n個未知數的齊次線性方程組ax=0的全體解的集合是rn的子空間。

(需要注意的是,這裡用的是乙個齊次方程組)

矩陣的列空間

定義:mn矩陣的列空間(記為cola)是由a的列的所有線性組合組成的集合,若a=[a1,…,an], 則cola = span

定理3 m*n矩陣a的列空間是rm的乙個子空間。

定義:令h是向量空間v的乙個子空間,v中向量的指標集b=稱為h的乙個基,如果

a b是一線性無關項

b 由b生成的子空間和h相同,即h=span

定理5 (生成集定理)

令s=是v中的向量集,h=span

a 若s中某乙個向量,比如vk,是s中其餘向量的線性組合,則s中去掉vk後形成的集合仍然可以生成h

b 若h不等於,則s的某乙個子集是h的乙個基。

定理 6 矩陣a的主元列構成cola的乙個基。

(對於cola的基,要慎重使用a本身的主元列,階梯型b的主元列通常不在a的列空間中)

座標系:

定理7 (唯一表示定理)

令b=是向量空間v的乙個基,則對v中每個向量x,存在唯一的一組數c1,…,cn使得 x=c1b1+…+cnbn

列向量,列空間,零向量,零空間

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