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
1.
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
2.
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
1.
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。
2.
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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第1个回答  2020-05-11
向量组等价,是两向量组中的各向量,都可以用另一个向量组中的向量线性表示。
矩阵等价,是存在可逆变换(行变换或列变换,对应于1个可逆矩阵),使得一个矩阵之间可以相互转化。
如果是行变换,相当于两矩阵的列向量组是等价的。
如果是列变换,相当于两矩阵的行向量组是等价的。
由于矩阵的行秩,与列秩相等,就是矩阵的秩,
在行列数都相等的情况下,
两矩阵等价实际上就是秩相等,
反过来,
在这种行列数都相等情况下,秩相等,就说明两矩阵等价。
这与向量组等价略有区别:
向量组等价,则两向量组的秩(极大线性无关组中向量个数)相等,
但反过来不一定成立,即两向量组的秩相等,不一定能满足两向量组可以相互线性表示。
举个简单例子:
向量组
a:
(1,0,0),(0,1,0)
b:(0,0,1),(0,1,0)
两者秩都是2,但不能相互线性表示,因此不是等价的。、
而矩阵:
a:
1
0
0
0
1
0
b:
0
0
1
0
1
0
却是等价的
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