(2004年真题)若α,β,γ线性无关,而向量α+2β,2β+kγ,3γ+α线性相关,则k=[ ]。

admin2015-04-14  23

问题 (2004年真题)若α,β,γ线性无关,而向量α+2β,2β+kγ,3γ+α线性相关,则k=[     ]。

选项 A、3
B、2
C、-2
D、-3

答案D

解析 本题主要考查向量组的线性相关性和线性无关性。
解法1
考虑x1(α+2β)+x2(2β+kγ)+x3(3γ+α)=0,即(x1+x3)α+(2x1+2x2)β+(kx2+3x3)γ=0。因α,β,γ线性无关,所以

又由向最组α+2β,2β+kγ,3γ+α线性相关,所以有x1,x2,x3不全为0,故齐次线性方程组

有非零解,因而
=6+2k=0,解得k=-3。故正确选项为D。
解法2
(α+2β,2β+kγ,3γ+α)=(α,β,γ)

由题设,α,β,γ线性无关,向量α+2β,2β+kγ,3γ+α线性相关,可得矩阵(α,β,γ)的秩等于3,矩阵(α+2β,2β+kγ,3γ+α)的秩小于3,因此矩阵

的秩必小于3        (否则,矩阵(α+2β,2β+kγ,3γ+α的秩等于3),从而有

解得k=-3。
解法3
特殊值代入法。把α,β,γ看作三维单位向量,

因向量组α+2β,2β+kγ,3γ+α线性相关,所以
=0。解得k=-3。
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