结构推理 设向量组(Ⅰ)的秩为r,又向量组β1,β2,…,βr为(Ⅰ)中的线性无关组.证明:β1,β2,…,βr可作为(工)的极大无关组.
【正确答案】证 按照极大无关组的定义,只要证明(Ⅰ)中任一向量可由向量组β1,β2,…,βr线性表出.
   由于向量组(Ⅰ)的秩为r,向量组β1,β2,…,βr的秩也为r,而且向量组β1,β2,…,βr可由(Ⅰ)线性表出,由3-31题即知向量组(Ⅰ)与向量组β1,β2,…,βr等价,所以,向量组(I)可由向量组β1,β2,…,βr线性表出,本题得证.
【答案解析】本题说明:秩为r的向量组(Ⅰ)中的任何r个线性无关的向量所组成的向量组,都可作为(Ⅰ)的极大无关组.用同样的方法可证明:如果向量空间Ⅴ的维数为r,则Ⅴ中任何r个线性无关的向量所组成的向量组,都可作为Ⅴ的基.特别地,对于n元齐次线性方程组Ax=0,设其解空间的维数为t(即n-r(A)=t),则方程组Ax=0的任何t个线性无关的解向量所组成的向量组,都可作为方程组Ax=0的基础解系.