例5.6

题目

Q:P86 设 阶方阵,证明:
(1) 若 ,但是 ,则 ( 为正整数) 线性无关;
(2)

分析

A:一般是用线性无关的定义,拿到那个式子,两边做同乘或者其他等价变形,来处理成我们需要的式子
对于高次矩阵的幂,比如这种条件,可以写成,又因为秩越乘越小,可以得到关于矩阵的秩的不等式


(1) 假设线性相关,则存在不全为0的数,使得

两边同时左乘,得

因为,所以

又因为,所以
同理,可以证明,这与假设矛盾,所以线性无关。
(2) 因为

的列向量组的极大线性无关组为,其中,则

因为,所以

可以由线性表出,所以

综上,