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简答题

已知矩阵α为n×m(m > n),矩阵B为m×n,且满足AB=E(单位矩阵)。证明矩阵B的列向量组线性无关。

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答案:

解析:

根据题目已知条件,我们有矩阵$A = [\alpha_{ij}]$和矩阵$B = [\beta_{ij}]$,其中矩阵A的维度为n×m,矩阵B的维度为m×n,且满足条件AB=E。为了证明矩阵B的列向量组线性无关,我们可以按照以下步骤进行推导:
第一步,根据题目已知条件AB=E,我们知道矩阵A和矩阵B是可逆的。因为可逆矩阵的性质告诉我们,如果两个可逆矩阵相乘等于单位矩阵,那么这两个矩阵的行列向量组都是线性无关的。因此,我们可以得出矩阵A的列向量组也是线性无关的。这是基于已知条件和可逆矩阵的性质得出的推论。
第二步,假设存在一组不全为零的数$k_1, k_2, …, k_n$,使得线性组合$k_1*\beta_1 + k_2*\beta_2 + … + k_n*\beta_n = 0$成立。将这个线性组合记为向量$\gamma$。由于矩阵AB=E,我们知道向量$\gamma$也是矩阵A的列向量的线性组合。记为向量$\alpha s$,即$\alpha s=\gamma$。根据第一步的结论我们知道矩阵A的列向量组是线性无关的,因此我们可以得出向量$\gamma = 0$。这就意味着向量$\beta_1, \beta_2, …, \beta_n$的线性组合也只能是零向量,这就证明了矩阵B的列向量组线性无关。

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