kaoyan3basic 线性代数 第390题

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📝 题目

### 第390题 390 (2021,数农)若向量组 $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_{s}$ 可由向量组 $\boldsymbol{\beta}_{1}, \boldsymbol{\beta}_{2}, \cdots, \boldsymbol{\beta}_{s}$ 线性表出,则 $\boldsymbol{\alpha}_{1}, \boldsymbol{\alpha}_{2}, \cdots$ , $\boldsymbol{\alpha}_{s}$ 线性无关是 $\boldsymbol{\beta}_{1}, \boldsymbol{\beta}_{2}, \cdots, \boldsymbol{\beta}_{s}$ 线性无关的 (A)充分必要条件. (B)充分不必要条件. (C)必要不充分条件. (D)既不充分也不必要条件.

💡 答案解析

**答案**:B **解析**: 步骤1:若$\boldsymbol{\alpha}_1,\boldsymbol{\alpha}_2,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s$线性无关,且可由$\boldsymbol{\beta}_1,\boldsymbol{\beta}_2,\cdots,\boldsymbol{\beta}_s$线性表出,则$r(\boldsymbol{\beta}_1,\cdots,\boldsymbol{\beta}_s) \ge s$,故$\boldsymbol{\beta}_1,\cdots,\boldsymbol{\beta}_s$线性无关,充分性成立。 步骤2:反之,若$\boldsymbol{\beta}_1,\cdots,\boldsymbol{\beta}_s$线性无关,$\boldsymbol{\alpha}_1,\cdots,\boldsymbol{\alpha}_s$不一定线性无关(例如$\boldsymbol{\alpha}_i$全为零向量),必要性不成立。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:判断充分性:由α组线性无关推出β组线性无关
已知α₁,α₂,…,αₛ线性无关,且可由β₁,β₂,…,βₛ线性表出。则向量组α的秩为s,而α可由β表出,所以β的秩≥α的秩=s,又β只有s个向量,故β的秩=s,即β线性无关。充分性成立。
公式:r(α) ≤ r(β),且r(α)=s,故r(β)=s
提示:利用线性表出时秩的不等式:若A可由B表出,则r(A)≤r(B)。
步骤 2/2
目标:判断必要性:由β组线性无关能否推出α组线性无关
反例:取β₁,β₂,…,βₛ线性无关,但令α₁=α₂=…=αₛ=0,则α组可由β组线性表出(零向量可由任何向量组表出),但α组线性相关。因此必要性不成立。
公式:
提示:注意零向量组总是线性相关的,且可由任何向量组表出。

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