kaoyan1basic 线性代数 第6题

教材习题

📝 题目

### 【强化篇】第6题(选择题) 6.如图所示有三张平面,其中有两张平面平行,第三张平面与它们相交,其方程 $a_{i 1} x+a_{i 2} y+ a_{i 3} z=d_{i}(i=1,2,3)$ 组成的方程组的系数矩阵与增广矩阵分别为 $\boldsymbol{A}$ 和 $\overline{\boldsymbol{A}}$ ,则 . (A)$r(\boldsymbol{A})=2, r(\overline{\boldsymbol{A}})=3$ (B)$r(\boldsymbol{A})=2, r(\overline{\boldsymbol{A}})=2$ (C)$r(\boldsymbol{A})=1, r(\overline{\boldsymbol{A}})=2$ (D)$r(\boldsymbol{A})=1, r(\overline{\boldsymbol{A}})=1$

💡 答案解析

**答案**:A **解析**: 步骤1:两平面平行,则系数成比例但常数项不成比例,故$r(\boldsymbol{A})=2$,$r(\overline{\boldsymbol{A}})=3$。 **难度**:★☆☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:确定系数矩阵的秩
由于有两张平面平行,它们的法向量共线,即系数成比例,但常数项不成比例,因此这两张平面方程对应的行向量线性相关,但增广矩阵中常数项部分不成比例,导致增广矩阵的秩比系数矩阵的秩大1。第三张平面与它们相交,其法向量与平行平面的法向量不共线,因此系数矩阵中至少有两个线性无关的行向量,故系数矩阵的秩为2。
公式:r(A)=2
提示:平行平面意味着系数成比例,但常数项不成比例,所以增广矩阵的秩比系数矩阵的秩大1。
步骤 2/2
目标:确定增广矩阵的秩
由于两张平行平面的常数项不成比例,而第三张平面与它们相交,其常数项与平行平面的常数项无特殊关系,因此增广矩阵的秩为3。
公式:r(\overline{A})=3
提示:增广矩阵的秩等于系数矩阵的秩加1,因为平行平面导致矛盾方程。

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