已知向量组α1,α2,α3,α4线性无关,则向量组( )

admin2021-02-25  28

问题 已知向量组α1,α2,α3,α4线性无关,则向量组(              )

选项 A、α12,α23,α34,α41线性无关
B、α12,α23,α34,α41线性无关
C、α12,α23,α34,α41线性无关
D、α12,α23,α34,α41线性无关

答案C

解析 本题考查向量组线性相关与线性无关的概念.可以用观察的方法排除错误选项,也可以用分析法证明正确选项.
由于(α12)-(α23)+(α34)-(α41)=0,所以选项A不正确.
由于(α12)+(α23)+(α34)+(α41)=0,所以选项B不正确.
由于(α12)-(α23)+(α34)+(α41)=0,所以选项D不正确.
由排除法知选项C正确,事实上,若设有数k1,k2,k3,k4,使
    k112)+k223)+k334)+k441)=0,
即(k1-k41+(k1+k22+(k2+k33+(k3+k44=0.
由于向量组α1,α2,α3,α4线性无关,从而
   
于是k1=k2=k3=k4=0,所以向量组α12,α23,α34,α41线性无关.故应选C.
    本题也可以这样分析.首先有如下命题:
设向量组α1,α2,α3,α4线性无关,向量组β1,β2,β3,β4可由向量组α1,α2,α3,α4线性表示,且(β1,β2
β3,β4)=(α1,α2,α3,α4)C,则向量组β1,β2,β3,β4线性无关的充分必要条件是|C|≠0.
证明:若向量组β1,β2,β3,β4线性无关,则
    4=r(β1,β2,β3,β4)=r[(α1,α2,α3,α4)C]≤r(C),
于是r(C)=4.矩阵C可逆,|C|≠0.
反之,若|C|≠0,矩阵C可逆,则有
    (β1,β2,β3,β4)C-1=(α1,α2,α3,α4),
于是    4=r(α1,α2,α3,α4)=r[(β1,β2,β3,β4)C-1]≤r(β1,β2,β3,β4),
故,r(β1,β2,β3,β4)=4,向量组β1,β2,β3,β4线性无关.
    利用上述命题可以很快进行判断,由于   
   

   
所以选项C的向量组线性无关,选项D的向量组线性相关.
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