设向量α1,α2,…,αt是齐次线性方程组.AX=0的一个基础解系,向量β不是AX=0的解,即Aβ≠0.试证明:向量组β,β+α1,β+α2,…,β+αt线性无关.

admin2019-03-22  44

问题 设向量α1,α2,…,αt是齐次线性方程组.AX=0的一个基础解系,向量β不是AX=0的解,即Aβ≠0.试证明:向量组β,β+α1,β+α2,…,β+αt线性无关.

选项

答案证一 设有一组数k1,k2,k3,…,kαt,使得[*]即 [*] 因已知Aβ≠0,为利用此条件,用A左乘上式两边得 [*] 因为Aβ≠0,所以 [*] 下面利用向量组α1,α2,…,αt的线性无关性证明待证的向量组线性无关.由式①和式②得到 [*] 由于α1,α2,…,αt是AX=0的一个基础解系,故该向量组线性无关,必有k1=k2=…=kt=0, 于是[*]因此,向量组β,β+α1,β+α2,…,β+αt线性无关. 证二 下面用向量组秩的性质证明.因向量组的秩经初等变换不变,则 [*] 于是 秩(β,β+α1,β+α2,…,β+αt])=秩(β,α1,α2,…,αt]). 因α1,α2,αt为AX=0的基础解系,故线性无关.而β又不能由α1,α2,…,αt线性表出.事实上,如果β=k1α1+…+k1αt,则 Aβ=A(k1α1+k2α2+…+ktαt)=k1α1+k22+…+ktt=0. 这与Aβ≠0矛盾,故β不能由α1,α2,…,αt线性表出.所以α1,α2,…,αt,β线性无关,即向量组β,β+α1,β+α2,…,β+αt线性无关.

解析
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