线性代数·关于线性相关和线性组合
我本来对线性相关和线性组合的理解是,如果几个向量线性相关,那么等价于他们可以互相线性表示。但其实这是一个误区。
线性相关是对一组向量之间的关系而言的,这里面会存在极大线性无关组。极大线性无关组确定了一个空间,线性相关表示向量都落在这个空间里,会有多余,但其中任何一个极大线性无关组都像一个顶梁柱一样,要表示其他向量他们就不能缺。
因此,在线性相关的一组向量里,不一定每个向量都可以被其他向量线性表示。
比如在(0,0,1)(0,1,0)(1,0,0)(1,1,1)这一组中,前三个向量是“顶梁柱”,可以说(1,1,1)是可以被线性表示的,但前三个中任何一个就不能被其他线性表示。
所以,线性相关是表示一组向量之间是否除了“顶梁柱”还有其他向量,可以通过把他们排成一个矩阵,通过初等行(列)变换计算他们是否列(行)满秩,若不是列满秩,则这组列向量就有多余的向量,那么他们除了“顶梁柱”还有别的向量,那么他们线性相关。(也可以看成以他们为系数矩阵的一个齐次线性方程组的解的情况,如果要线性相关,那就要有非零解,回到系数矩阵,还是r(A)< 未知数个数)
此处小结论:n维向量空间中任意多于n个向量组成的向量组必线性无关。
而线性组合是针对一个向量是否能被一组向量所“接受”,他站在展示台,面临着这组“评审向量”的测量。如果他的维数在向量组的空间里,就可以被“接纳”,就可以被线性表示。
那么具体计算向量a是否可以被线性表示,可以考虑把“评审向量组”作为系数矩阵,a作为等号右边的向量的非齐次线性方程组,如果有解,那们就可以被线性表示。
总之,如果向量是一群人,线性相关是集体之间的相容性,是一个有联系的群体的下限:至少有一个人可以游走其中,连通所有人;而线性组合则是某个人被接纳的程度:你未必是那个可以游走四方,配六国相印的人。
(制作较为粗糙,权当经验的记录和分享而尔。)
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