如何判断线性相关

常识与定义法

如何判断向量组的线性相关性

在线性代数中,判断向量组的线性相关性是一个基础而重要的问题。通过定义法可以简单地进行判断:对于一个向量组,如果存在不全为零的系数使得线性组合为零,则这个向量组是线性相关的;反之,若只有当所有系数均为零时线性组合才为零,则该向量组是线性无关的。

向量组的相关性质

1. 当向量组中的向量个数等于向量的维数时,若该向量组构成的行列式不为零,则这个向量组是线性无关的。

2. 当向量组中的向量个数多于向量的维数时,这个向量组一定是线性相关的。

3. 可以通过向量组的正交性来研究向量组的相关性。

4. 通过解向量组构成的齐次线性方程组可以判断向量组的线性相关性。

5. 通过向量组的秩也可以推断向量组的相关性。

案例分析:判别向量组线性相关性

给定向量组$a_1(1,2,-1,5)$,$a_2(2,-1,1,1)$,$a_3(4,3,-1,11)$,我们需要判断这个向量组是否线性相关。

解析过程如下:

令$Aa_1 Ba_2 Ca_3 0$,

即 $A(1,2,-1,5) B(2,-1,1,1) C(4,3,-1,11) (0,0,0,0)$,

展开得到以下方程组:

1. $A 2B 4C 0$

2. $2A - B - C 0$

3. $-A B - C 0$

4. $5A B 11C 0$

若$A$、$B$、$C$的解不全为零,则这个向量组是线性相关的。通过求解方程组,可以得出结论。

通过以上分析,我们可以利用定义法和相关性质来判断向量组的线性相关性,这对于解决线性代数中的问题具有指导意义。