求证:
n维向量组α1,α2,…,αn线性无关的充分必要条件是任意n维向量都可以表示为α1,α2,…,αn的线性组合。
证明:
先证充分性。
因为任意n维向量都可以表示为α1,α2,…,αn的线性组合,所以单位向量ε1,ε2,…,εn也可以表示为α1,α2,…,αn的线性组合。即存在方阵A,使得
(α1,α2,…,αn)A=(ε1,ε2,…,εn)=E
所以,det(α1,α2,…,αn)detA = detE = 1 ≠ 0
所以,det(α1,α2,…,αn)≠ 0
即α1,α2,…,αn线性无关。
再证必要性。
n维向量组α1,α2,…,αn线性无关,所以线性方程组
(α1,α2,…,αn)Xi=εi (i = 1,2,…,n)
有唯一解。即单位向量ε1,ε2,…,εn可以表示为α1,α2,…,αn的线性组合。
又因为任意n维向量可以表示为单位向量ε1,ε2,…,εn的线性组合,
所以任意n维向量都可以表示为α1,α2,…,αn的线性组合。
证完。
