设4维向量组α1=(1+a,1,1,1)T,α2=(2,2+a,2,2)T,α3=(3,3,3+a,3)T,α4=(4,4,4,4+a)T,问a为何值时,α1,α2,α3,α4线性相关?当α1,α2,α3,α4线性相关时,求其一个极大线性无关组,并将其余向

admin2019-03-12  47

问题 设4维向量组α1=(1+a,1,1,1)T,α2=(2,2+a,2,2)T,α3=(3,3,3+a,3)T,α4=(4,4,4,4+a)T,问a为何值时,α1,α2,α3,α4线性相关?当α1,α2,α3,α4线性相关时,求其一个极大线性无关组,并将其余向量用该极大线性无关组线性表出.

选项

答案(1)记A=(α1,α2,α3,α4),则 [*] 那么,当a=0或a=-10时,|A|=0,向量组α1,α2,α3,α4线性相关. 当a=0时,α1为向量组α1,α2,α3,α4的一个极大线性无关组,且 α2=2α1,α3=3α1,α4=4α1. 当a=-10时,对A作初等行变换,有 [*] 由于β2,β3,β4为β1,β2,β3,β4的一个极大线性无关组,且β1=-β234,所以α2,α3,α4为向量组α1,α2,α3,α4的一个极大线性无关组,且α1=-α234. (2)记A=(α1,α2,α3,α4),对A作初等行变换,有 [*] 当a=0时,秩r(a)=1,因而α1,α2,α3,α4线性相关.此时α1是向量组α1,α2,α3,α4的一个极大线性无关组,且α2=2α1,α3=3α1,α4=4α1. 当a≠0时,对矩阵B作初等变换有 [*] 如果a≠-10,则秩r(C)=4,α1,α2,α3,α4线性无关. 如果a=-10,则秩r(C)=3,从而r(a)=3,α1,α2,α3,α4线性相关. 由于γ2,γ3,γ4是γ1,γ2,γ3,γ4的一个极大线性无关组且γ1=-γ234,所以α2,α3,α4是α1,α2,α3,α4的一个极大线性无关组,且α1=-α234

解析
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