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设ai=[ai1,ai2,ain]T(i=l,2,…,r;r<n)是n维实向量,且α1,α2,…,αr,线性无关.已知β=[b1,b2,…,bn]T是线性方程组 的非零解向量,试判断向量组α1,α2,…,αr,β的线性相关性.
设ai=[ai1,ai2,ain]T(i=l,2,…,r;r<n)是n维实向量,且α1,α2,…,αr,线性无关.已知β=[b1,b2,…,bn]T是线性方程组 的非零解向量,试判断向量组α1,α2,…,αr,β的线性相关性.
admin
2019-05-10
99
问题
设a
i
=[a
i1
,a
i2
,a
in
]
T
(i=l,2,…,r;r<n)是n维实向量,且α
1
,α
2
,…,α
r
,线性无关.已知β=[b
1
,b
2
,…,b
n
]
T
是线性方程组
的非零解向量,试判断向量组α
1
,α
2
,…,α
r
,β的线性相关性.
选项
答案
设出k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
+kβ=0,要对此等式两边同时左乘β
T
恒等变形,证明k=0.再由α
1
,α
2
,…,α
r
线性无关,证明k
1
=k
2
=…=k
r
=0. 解一 因β是线性方程组AX=0的解,即Aβ=0,而A=[*],由Aβ=[*]β=0得 α
1
T
β=α
2
T
β=…=α
r
T
β=0,因而β
T
α
1
=β
T
α
2
=…=β
T
α
r
=0. 设 k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
+kβ=0. 左乘β
T
,利用β
T
α
i
=0(i=1,2,…,r)得 k
1
β
T
α
1
+k
2
β
T
α
2
+…+k
r
β
T
α
r
+kβ
T
β=kβ
T
β=0, 但β≠0,所以β
T
β=b
1
2
+b
2
2
+…+b
n
2
>0,于是k=0.代入式①得k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
=0. 但α
1
,α
2
,…,α
r
线性无关,所以k
1
=k
2
=…=k
r
=0,故α
1
,α
2
,…,α
r
,β线性无关. 解二 反证法.若α
1
,α
2
,…,α
r
,β线性相关,则β=k
1
α
1
+k
2
α
2
+…+k
r
α
r
,于是β
T
β=k
1
β
T
α
1
+k
2
β
T
α
2
+…+k
r
β
T
α
r
=0,从而β=0,这与β是非零解向量矛盾,故α
1
,α
2
,…,α
r
,β线性无关.
解析
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考研数学二
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