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已知β可以被向量α1,α2,…,αr线性表示,证明:表示法唯一的充分必要条件是α1,α2,…,αr线性无关.
已知β可以被向量α1,α2,…,αr线性表示,证明:表示法唯一的充分必要条件是α1,α2,…,αr线性无关.
admin
2020-09-25
37
问题
已知β可以被向量α
1
,α
2
,…,α
r
线性表示,证明:表示法唯一的充分必要条件是α
1
,α
2
,…,α
r
线性无关.
选项
答案
充分性[*]:假设β有两种表示法 β=k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
, ① β=l
1
α
1
+l
2
α
2
+…+l
r
α
r
, ② 则k
1
,k
2
,…,k
r
与l
1
,l
2
,…,l
r
中至少有一个i使k
i
≠l
i
(1≤i≤r),①一②得 (k
1
一l
1
)α
1
+(k
2
一l
2
)α
2
+…+(k
r
一l
r
)α
r
=0. 由于存在i,使k
i
≠l
i
,即k
i
一l
i
≠0,所以k
1
一l
1
,k
2
一l
2
,…,k
r
一l
r
为不全为零的数,从而可得α
1
,α
2
,…,α
r
线性相关,矛盾,所以β的表示法唯一. 必要性[*]:假设α
1
,α
2
,…,α
r
线性相关,则存在一组不全为零的数l
1
,l
2
,…,l
r
(不妨设l
k
≠0),使l
1
α
1
+l
2
α
2
+…+l
k
α
k
+…+l
r
α
r
=0. ③ 若β=k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
, ④ 则③+④得β=(k
1
+l
1
)α
1
+(k
2
+l
2
)α
2
+…+(k
k
+l
k
)α
k
+…+(k
r
+l
r
)α
r
, ⑤ 由于l
k
≠0,则k
k
+l
k
≠k
k
,从而可知④与⑤是β的两种不同的表示法,矛盾.所以α
1
,α
2
,…,α
r
线性无关.
解析
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考研数学三
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