kaoyan3basic 线性代数 第375题

教材习题

📝 题目

### 第375题 375 现有四个向量组 (1)$(1,2,3)^{\mathrm{T}},(3,-1,5)^{\mathrm{T}},(0,4,-2)^{\mathrm{T}},(1,3,0)^{\mathrm{T}}$ (2)$(a, 1, b, 0,0)^{\mathrm{T}},(c, 0, d, 2,0)^{\mathrm{T}},(e, 0, f, 0,3)^{\mathrm{T}}$ (3)$(a, 1,2,3)^{\mathrm{T}},(b, 1,2,3)^{\mathrm{T}},(c, 3,4,5)^{\mathrm{T}},(d, 0,0,0)^{\mathrm{T}}$ (4)$(1,0,3,1)^{\mathrm{T}},(-1,3,0,-2)^{\mathrm{T}},(2,1,7,2)^{\mathrm{T}},(4,2,14,5)^{\mathrm{T}}$ 则下列结论正确的是 (A)线性相关的向量组为(1)(4);线性无关的向量组为(2)(3). (B)线性相关的向量组为(3)(4);线性无关的向量组为(1)(2). (C)线性相关的向量组为(1)(2);线性无关的向量组为(3)(4). (D)线性相关的向量组为(1)(3)(4);线性无关的向量组为(2).

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:向量组(1)有4个三维向量,必线性相关。 步骤2:向量组(2)中三个向量后三个分量构成矩阵$\begin{pmatrix}0&0&0\\2&0&0\\0&3&0\end{pmatrix}$,秩为2,但整体向量组线性无关(因前两个分量可调整)。 步骤3:向量组(3)中前两个向量成比例(第一分量不同但后三分量相同),故线性相关。 步骤4:向量组(4)中四个四维向量,计算行列式$\begin{vmatrix}1&-1&2&4\\0&3&1&2\\3&0&7&14\\1&-2&2&5\end{vmatrix}=0$,线性相关。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断向量组(1)的线性相关性
向量组(1)包含4个三维向量,根据定理,向量个数大于维数时必线性相关。
提示:向量个数 > 维数 ⇒ 线性相关
步骤 2/4
目标:判断向量组(2)的线性相关性
向量组(2)的三个向量后三个分量构成矩阵 [[0,0,0],[2,0,0],[0,3,0]],秩为2,但前两个分量可调整,整体向量组线性无关。
提示:注意后三个分量矩阵秩为2,但整体向量组可能无关
步骤 3/4
目标:判断向量组(3)的线性相关性
向量组(3)中前两个向量 (a,1,2,3)^T 和 (b,1,2,3)^T 的后三个分量相同,成比例,故线性相关。
提示:存在成比例向量 ⇒ 线性相关
步骤 4/4
目标:判断向量组(4)的线性相关性
向量组(4)的四个四维向量构成行列式 |1 -1 2 4; 0 3 1 2; 3 0 7 14; 1 -2 2 5| = 0,故线性相关。
公式:行列式=0 ⇒ 线性相关
提示:计算行列式判断

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