2.2.4 四、向量组

四、向量组
1N维向量的定义
注:向量实际上就是特殊的矩阵(行矩阵和列矩阵)。
2.向量的运算:
 (1)加减、数乘运算(与矩阵运算相同);
 (2)向量内积 α'β=a1b1+a2b2+…+anbn
3)向量长度 
|α|=√α'α=√(a1^2+a2^2+…+an^2) (√ 根号)
4)向量单位化 (1/|α|)α
5)向量组的正交化(施密特方法)
 设α1α 2αn线性无关,则
 β1=α1
 β2=α2-α2’β1/β1’β*β1
 β3=α3-α3’β1/β1’β1*β1-α3’β2/β2’β2*β2………
3.线性组合
1)定义 若β=k1α1+k2α 2+…+knαn,则称β是向量组α1α 2αn的一个线性组合,或称β可以用向量组α1α 2αn的一个线性表示。
2)判别方法 将向量组合成矩阵,记
 A(α1α 2αn)B=(α1α2αn,β)
若 r (A)=r (B),则β可以用向量组α1α 2αn的一个线性表示;
若 r (A)≠r (B),则β不可以用向量组α1α 2αn的一个线性表示。
3)求线性表示表达式的方法:
 将矩阵B施行行初等变换化为最简阶梯阵,则最后一列元素就是表示的系数。
4.向量组的线性相关性
1)线性相关与线性无关的定义
 设 k1α1+k2α2+…+knαn=0
 若k1,k2,…kn不全为0,称线性相关;
 若k1,k2,…kn全为0,称线性无关。
2)判别方法:
 r(α1α 2αn)<n,线性相关;
r(α1α 2αn)=n,线性无关。
若有nn维向量,可用行列式判别:
 n阶行列式aij0,线性相关(≠0无关) (行列式太不好打了)
5.极大无关组与向量组的秩
1)定义 极大无关组所含向量个数称为向量组的秩
2)求法 设A(α1α 2αn),将A化为阶梯阵,则A的秩即为向量组的秩,而每行的第一个非零元所在列的向量就构成了极大无关组。