两矩阵等价和两向量组等价的区别和联系是什么

如题所述

区别:

一、定义

    两矩阵等价:如果B可由A经过一系列初等变化得到,那么A,B等价。

    A,B等价<=>存在s级矩阵P和n级矩阵Q使得A=PBQ

    向量组等价:是两个向量组可以互相线性表出。假设两个向量组分别为a1,a2,...,ar和b1,b2,...,bs,那么a1,a2,...,ar可由b1,b2,...,bs线性表出的意思是每一个ai(i=1,2,…,s)都可以由b1,b2,...,bs的某一个线性组合表示出来。

二、两个向量组等价,它们组成的矩阵不一定等价。

  解释:两个等价的向量组所含向量个数可以不同,比如上面的定义中,一组向量有r个,而另一组有s个。但对于两个等价的矩阵,两矩阵必定是相同规格的。所以两等价向量组组成的矩阵不一定等价。

三、两个矩阵等价,它们的行向量组与列向量组不一定等价。

  例:矩阵A=[第一行10 第二行0 0],B=[第一行0 0 第二行0 1] ,则容易看出A经一次初等行变换和一次初等列变化就可以化为B,即A,B等价,但A的列向量组与B的列向量组显然不能互相线性表出,同样他们的行向量组也不等价。故两矩阵等价,它们的行向量组与列向量组不一定等价。

联系:

一、如果一个矩阵只经过初等行(或列)向量变成另一个矩阵,那么对应向量组等价。

  证明:若s×n级矩阵A,B等价<=>存在s级矩阵P和n级矩阵Q使得A=PBQ.这里将两个s×n级的矩阵都看作由n个s维的列向量,即A=(a1,a2,...,an),B=(b1,b2,...,bn),其中ai和bi都为s维向量(i=1,2,...n)则A=(a1,a2,...,an)=P(b1,b2,...,bn)Q

    若P=E,则A=(a1,a2,...,an)=(b1,b2,...,bn)Q,即矩阵B只经过初等列变换得到A,同时右乘Q^-1得到(a1,a2,...,an)Q^-1=(b1,b2,...,bn),容易得到a1,a2,...,an和b1,b2,...,bn两个向量组等价。

    若Q=E,则A=(a1,a2,...,an)=P(b1,b2,...,bn),即矩阵B只经过初等行变换得到A,同时左乘P^-1得到P^-1(a1,a2,...,an)=(b1,b2,...,bn),容易得到a1,a2,...,an和b1,b2,...,bn两个向量组等价。

二、两个向量组等价且向量组A与向量组B均有n个列(行)向量,则这两个向量组所作成的矩阵A与B等价。

  证明:如果向量组a1,a2,...,an与b1,b2,...,bn等价,则它们有相同的秩,那么由a1,a2,...,an与b1,b2,...,bn分别组成的矩阵A与B有相同的行与列,且秩相等,可以得到矩阵A与B等价。

  

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