向量空間的維數是不是就是對應矩陣的秩?向量空間的基是不是就是對應列向量組的最大線性無關向量組?

時間 2021-05-30 17:13:33

1樓:張景斌

向量組的維數即極大線性無關組的個數,假如該向量是列向量,即列向量組的秩,即對應矩陣的秩。(事實上也是行秩)

向量組成的線性空間的一組基即一組極大線性無關組。

2樓:歸無先生

如果向量空間的基=向量組的最大線性無關組,則維度=秩。

例如:如果是四維空間,應該有四個無關的向量組成乙個基。但如果從中取四個向量組成乙個向量組,未必就剛好取到四個基。

如果取到的四個向量有乙個可以用另外乙個表示,則該向量組的秩就是三。

基可以有無數個,但每個基所含的向量個數一定等於維數。

秩可以理解為秩序。所謂秩序可以理解為準則。乙個向量組裡不能被分解的向量就是這個向量組的準則。能被分解的是解向量。所以秩=n-解向量個數。

有乙個判斷線性空間維度最快速的方法,就是看方程組的未知數。有幾個未知數維度就是幾。方程組的秩就通過矩陣來計算就行。

3樓:

向量空間的維數定義是線性無關的列向量個數。若干向量生成的向量空間的維數,和向量組的秩相等,這點我記得在2023年的數一填空題考過。

乙個容易混淆的概念叫做解空間的維數:比如齊次方程組AX=0的基礎解系個數我們知道是S=n-r(A),基礎解系都是線性無關的列相量,所以解空間的維數就是基礎解系的個數,就是S。

另外還有乙個概念叫向量的維數,指的是行數,要和向量空間的維數區別開。

不知道這樣理解清晰嗎。

4樓:

提問者問的有問題,向量空間是乙個向量集合,維數針對的也是空間,空間才有維數,矩陣才有秩,但是乙個空間怎麼對應乙個矩陣?

矩陣是多個向量在該空間的基對應的座標下所組成的乙個表,比如含有 個基的向量空間 ,若其中的乙個矩陣 為 的,而 ,那麼很明顯向量空間的維數 ,但是上面的矩陣的秩卻可能是 ,整體來說 上的矩陣的秩小於等於 。

5樓:天下無難課

問題很老了,但會世世代代問下去。

空間的維數當然不是秩啦。要在矩陣裡找乙個與維數對應的稱呼,那應該是矩陣的階。秀一下英文,空間的維數是Dimension,用來描述在這個Dimension的空間做線性變換的矩陣的階就是order了,只要你扯的是n維空間裡的變換,那就用n階的矩陣。

Dimension與Order哥倆好,一般大。

秩就複雜多變一點了,再秀一記英文,那叫rank。對,線性無關極大組的成員數量就是它們所在的向量組的秩r。你要把整個n維空間都張成(搭建)出來,你就得有n個n維向量為基礎,把這寫成矩陣形式,這就必須是乙個n個n維的列向量組成的矩陣。

可是啊,你划拉來的這n個n維向量不一定都是線性無關的。如果都無關,那麼這個列向量組的線性無關極大組就是它本身啊,那就是r=n,這個矩陣就是妥妥的滿秩的。在滿秩的情況下,以這n個列向量為基,整個n維空間都可以被線性組合(張成)出來。

要是這矩陣裡的列向量中間有乙個,或一些可以被其餘的夥計們組合出來呢?這時,構成這個矩陣的向量組就是線性相關的了,極大組的個頭r就一定比矩陣的個頭(階數)低了,r<n,矩陣就不是滿秩的了。如果秩不滿,這個矩陣裡的列向量就組合(張成)不出整個空間,就只能整出乙個子空間。

所以,一組完整的n維向量空間的基的數量一定是n,對應到矩陣上就是乙個滿秩的矩陣,對應到向量組上,就是向量組的個頭不能超過、而是等於它的線性無關極大組的個頭。

你在n維空間裡可以選任何大於n的數量的向量來組成乙個向量組,隨你。但在編造矩陣時,我們通常最多抓來n個n維向量。因為你組向量組時誰也不知你要幹啥,你開心就好,向量的數量沒限制。

但在搭矩陣時,通常這表示你有意用這組向量為基礎來線性組合出其它向量。而對乙個n維空間,最多用到n個線性無關的n維向量做基就能全組合了,多了沒用,所以這個矩陣裡的向量組最多就n個成員了,而它的秩要麼等於n,要麼小於n,沒別的可能性。

向量組,矩陣和空間,維數,階數和秩數,各有所指,不會混淆,可又相互關聯。

6樓:Ho Kwan

線代課本裡對秩的定義有兩個:

1.對矩陣的秩的定義是通過「最高端非零子式」;

2.對向量組的秩的定義是通過「最大線性無關向量的個數」;

定理:這兩種定義下的秩的大小是一樣的;

證明過程個人感覺很重要這裡就不說了,課本有。

之所以搞出來這兩個定義,個人感覺是為了解決「矩陣好算,但不直觀;向量直觀,但不好算」這一問題。

通過矩陣運算,我們能方便的算出矩陣的秩,算出矩陣方程的解;

有了上面定理的加持,我們可以將矩陣運算的結果轉化,得到矩陣對應的向量組的最大線性無關組,向量組之間線性表示的係數;

這樣就既好算又直觀了,問題解決。

課本上把這種利用矩陣工具解決問題的方法叫做矩陣方法,這也是線代的基本方法

此時再看矩陣的秩和向量組的秩,是不是就舒服點了?

7樓:道華

的確是一樣的。

向量空間的維數就是對應矩陣的秩。

(從計算的角度來理解是這樣的,但是從概念來講,是不一樣的。向量空間的維數就像是空間的維數,例如立體空間的三維。而矩陣的秩表示的其他的概念)

向量空間的基就是對應列向量組的最大線性無關向量組.

(向量空間的基是向量空間維度的表示,三維就有三個基本量。而最大線性無關組是向量組的簡化。理解好矩陣和向量組的關係很重要。

矩陣的意義就在於將空間問題,多維問題轉化為方程組,利用已知的方程組的性質,來求解矩陣問題,進而解決空間問題)

這也正是數學的意思所在。

向量空間的維數等於對應矩陣的秩,那麼為什麼 矩陣的秩 解空間維數 方程組未知數的個數?

Jeremy lin 之前,我也有和你一樣的疑惑。關鍵,是要區分 向量空間的維數 和 解空間維數 這兩個概念。1.向量空間的維數 對應矩陣的秩 完全正確 2.而對於 解空間 這個概念,是指由自由未知量組成的空間。可以說,1中指的是整個向量空間,2中指的是部分向量空間。所以,理解的落腳點是 向量空間 ...

n維向量空間V中向量的維數是否為n維?

塵月 從這個角度考慮向量的維數是沒有意義的,向量空間的維數對於其向量而言,是外部的性質 因為向量空間有子空間,也可以嵌入更高維的空間,理論上來說這個向量可以出現在任意正整數維數的向量空間裡。 王贇 Maigo 在沒有語境的情況下說 n 維向量空間 一般就會理解成 R n,此時裡面的向量就是 n 維的...

三維空間是不是四維空間的黑洞?

反過來說差不多能接受。即 四維對三維來說是黑洞。例如 你用沒有面積的線,再怎麼堆積也堆積不出乙個平面來,因為線是一維的,面是二維的。二維的面對一維的線來說如同黑洞一樣,怎麼也填不滿。同理,二維的面因為沒有厚度,所以無法堆積成三維 這裡說的是堆積,而不是圍成 所以很可能 當然也只是腦洞 在我們三維世界...