kaoyan3basic 线性代数 第3题

教材习题

📝 题目

### 第3题 3.设 $\boldsymbol{\alpha}_{1}=\left(1,0,0, \lambda_{1}\right)^{\mathrm{T}}, \boldsymbol{\alpha}_{2}=\left(1,2,0, \lambda_{2}\right)^{\mathrm{T}}, \boldsymbol{\alpha}_{3}=\left(-1,2,3, \lambda_{3}\right)^{\mathrm{T}}, \boldsymbol{\alpha}_{4}=\left(-2,1,5, \lambda_{4}\right)^{\mathrm{T}}$ ,其中 $\lambda_{1}$ , $\lambda_{2}, \lambda_{3}, \lambda_{4}$ 是任意实数,则有 (A) $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}$ 总线性相关. (B) $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{4}$ 总线性相关. (C) $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}$ 总线性无关. (D) $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \boldsymbol{\alpha}_{3}, \boldsymbol{\alpha}_{4}$ 总线性无关.

💡 答案解析

**答案**:C **解析**:步骤1:取前三个向量的前三个分量构成矩阵$\begin{pmatrix} 1 & 1 & -1 \\ 0 & 2 & 2 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix}$,行列式$1\times2\times3=6\neq0$。步骤2:前三个分量线性无关,故$\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\boldsymbol{\alpha}_3$总线性无关。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:判断向量组α1, α2, α3的线性相关性
取α1, α2, α3的前三个分量构成矩阵A = [[1, 1, -1], [0, 2, 2], [0, 0, 3]],计算行列式det(A) = 1×2×3 = 6 ≠ 0。
公式:det(A) ≠ 0 ⇒ 向量组线性无关
提示:只需考虑前三个分量,因为第四个分量是任意实数,不影响线性无关性。
步骤 2/2
目标:得出结论
由于前三个分量线性无关,故α1, α2, α3总线性无关,与λ1, λ2, λ3无关。
提示:向量组线性无关当且仅当它们的前三个分量构成的矩阵行列式非零。

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