线性相关与线性无关什么意思,线性相关与线性无关如何分别

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-01-04 23:27:23

图2

线性相关与线性无关什么意思,线性相关与线性无关如何分别(5)

从上图看到,二维平面中任意一个点,都可以沿着X(1,0)和Y(0,1)轴进行分解,也可以按如下两个列向量进行分解:

线性相关与线性无关什么意思,线性相关与线性无关如何分别(6)

但如果将X和Y轴换成X(1,0)和Y(2,0)轴:

线性相关与线性无关什么意思,线性相关与线性无关如何分别(7)

我们看到,当b不等于0的时候,上图是无解的,也就是图2中点P(2,3)所形成的向量是无法沿着(1,0)和(2,0)进行分解的。事实上,(1,0)和(2,0)是同一个向量,都是X轴。这种情况下,图2中的向量OP就无法只沿着X轴分解了,因为无法得到它的竖直分量。

线性无关是指:k1x1 k2x2 ...... knxn=0这个方程组只有0解,也就是k1,k2,...,kn必须等于0的时候这个方程才会等于0,这个时候我们就称向量x1,x2,x3,......xn是线性无关的。

再参考图1,所谓的线性无关,其实就是图1中n个向量不存在方向相同的向量,如果存在,则这n个向量就是线性相关的。

比如,假设x1和x2是(1,0)和(2,0)两个向量,则由k1x1 k2x2=0得到方程组:

k1 2k2=0

0k1 0k2=0

上述方程组存在非零解,所以(1,0)和(2,0)两个向量是线性相关的。

假设由向量x1,x2,x3,......xn向量组成矩阵A,则对于方程组Ax=0来说,明显就是当A的行列式不等于0的时候只有0解,也就是说明x1,x2,x3,......xn这n个向量线性无关;如果A的行列式等于0,则线性相关。

对于方程组Ax=b来说,当A的行列式不等于0的时候方程组有唯一解,也就是前面所说的向量分解x=k1x1 k2x2 ...... knxn会得到一组确定的k1,k2,...,kn值,即可以得到向量x 的坐标值。而A的行列式不等于0表示的意思就是向量x1,x2,x3,......xn线性无关。

我们知道,一个行列式等于0,就意味着这个行列式存在相等或者成比例的两行或者两列,而两行或者两列成比例,恰恰说明这两个行向量或者列向量是方向相同的向量,也就是同一个向量。

简单说来:

线性无关就是图1中不存在两个方向相同的(基)向量;否则就是线性相关。

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