设α1,α2,…,αs和β1,β2,…,βt是两个线性无关的n维向量组,证明:向量组α1,α2,…,αs,β1,β2,…,βt线性相关的充分必要条件是存在非0向量γ,γ既可由α1,α2,…,αs线性表出,也可由卢β1,β2,…,βt线性表出.

admin2018-06-12  53

问题 设α1,α2,…,αs和β1,β2,…,βt是两个线性无关的n维向量组,证明:向量组α1,α2,…,αs,β1,β2,…,βt线性相关的充分必要条件是存在非0向量γ,γ既可由α1,α2,…,αs线性表出,也可由卢β1,β2,…,βt线性表出.

选项

答案必要性.因为α1,α2,…,αs,β1,β2,…,βt线性相关,故存在不全为0的k1,k2,…,ks,l1,l2,…,lt使得k1α1+k2α2+…+ksαs+l1β1+l2β2+…+ltβt=0,令 γ=k1α1+k2α2+…+ksαs=-l1β1-l2β2-…-ltβt, 则必有γ≠0.否则 k1α1+k2α2+…+ksαs=0 且-l1β1-l2β2-…-ltβt=0. 由于α1,α2,…,αs与β1,β2,…,βt均线性无关,故k1=k2=…=ks=0,l1=l2=…=lt=0,这与k1,k2,…,ks,l1,l2,…,lt不全为0相矛盾.从而有非0的γ,它既可由α1,α2,…,αs线性表出,也可由β1,β2,…,βt线性表出. 充分性.由于有非0的γ使 γ=χ1α1+χ2α2+…χsαs且γ=y1β1+y2β2+…+ytβt, 那么χ1,χ2,…,χs与y1,y2,…,yt必不全为0.从而 χ1α1+χ2α2+…+χsαs-y1β1-y2β2-…-ytβt=0, 即α1,α2,…,αs,β1,β2,…,βt,线性相关.

解析
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