一個線性方程的解集合所包含的最大線性獨立向量數是多少?
Let be an
matrix and
be the solution set for a consistent system of linear equations
for some
.
(a) If is a maximal independent subset of
and
is any particular solution, show that
,
where denotes the nullspace of
.
(b) If , show that
has at most
independent solutions.
參考解答:
(a) 假設 。我們先證明
。因為
,即
,存在
使得
。因此,對於任意
,
,
亦即 。欲證明
,我們需要這個性質:若
且
,則
。原因如下:假設
,則
是一個線性獨立集,這與
是最大線性獨立集矛盾。對於
,存在純量
與
使得
。
但非零向量 與
屬於
,兩向量皆屬於子空間
。根據封閉性,
。
(b) 線性獨立集 是
的一組基底。使用容斥定理與秩─零度定理,