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数学
题目

求指导本题解题过程,谢谢您!8.设 alpha =(({a)_(1),(a)_(2),(a)_(3))T , beta =(({b)_(1),(b)_(2),(b)_(3))}^T , _(1)=(({a)_(1),(a)_(2))}^T , (beta )_(1)=(({b)_(1),(b)_(2))}^T, 下-|||-列正确的是 ()-|||-(A)若α,β线性相关,则α1,β1也线性相关; (B)若α,β线性无关,则α1,β1也线性无关;-|||-(C)若α1,β1线性相关,则α,β也线性相关; (D)以上都不对

求指导本题解题过程,谢谢您!

题目解答

答案

解析

本题主要考察向量组线性相关性的基本概念及性质,需区分三维向量与二维向量(其子向量)之间线性相关性的关系。

关键知识点回顾

  • 线性相关:向量组$\alpha,\beta$线性相关$\iff$存在不全为零的$k_1,k_2$,使$k_1\alpha+k_2\beta=0$;对二维向量$\alpha_1,\beta_1$同理。
  • 线性无关:向量组线性无关$\iff$仅当$k_1=k_2=0$时$k_1\alpha+k_2\beta=0$成立。

选项逐一分析

选项A:若$\alpha,\beta$线性相关,则$\alpha_1,\beta_1$也线性相关

  • 证明:$\alpha,\beta$线性相关$\implies$存在不全为零的$k_1,k_2$,使$k_1\alpha+k_2\beta=0$,即:
    $\begin{cases} k_1a_1 + k_2b_1 = 0 \\ k_1a_2 + k_2b_2 = 0 \\ k_1a_3 + k_2b_3 = 0 \end{cases}$
    前两个方程恰好说明$k_1\alpha_1 + k_2\beta_1 = 0$,且$k_1,k_2$不全为零,故$\alpha_1,\beta_1$线性相关。A正确。

选项B:若$\alpha,\beta$线性无关,则$\alpha_1,\beta_1$也线性无关

  • 反例:取$\alpha=(1,0,1)^T$,$\beta=(0,1,2)^T$,显然$\alpha,\beta$线性无关(对应分量不成比例);但$\alpha_1=(1,0)^T$,$\beta_1=(0,1)^T$线性无关?不,此处原解答举例错误,修正反例:
    取$\alpha=(1,1,1)^T$,$\beta=(2,2,3)^T$,$\alpha,\beta$线性无关(二阶子式$|\begin{matrix}1&2\\1&2\end{matrix}|=0$,但三维不成比例);而$\alpha_1=(1,1)^T$,$\beta_1=(2,2)^T$线性相关($\beta_1=2\alpha_1$)。
    故B错误。

选项C:若$\alpha_1,\beta_1$线性相关,则$\alpha,\beta$也线性相关

  • 反例:取$\alpha_1=(1,2)^T$,$\beta_1=(2,4)^T$(线性相关),补充$a_3=1$,$b_3=2$,得$\alpha=(1,2,1)^T$,$\beta=(2,4,2)^T$,此时$\alpha=0.5\beta$,仍线性相关?修正反例:
    取$\alpha=(1,2,1)^T$,$\beta=(2,4,3)^T$,$\alpha_1=(1,2)^T$,$\beta_1=(2,4)^T$线性相关($\beta_1=2\alpha_1$),但$\alpha,\beta$线性无关(三阶行列式$|\begin{matrix}1&2\\2&4\\1&3\end{matrix}|=1\cdot(12-12)-2\cdot(6-4)+1\cdot(8-4)=4\neq0$)。
    故C错误。

选项D:以上都不对

因A正确,故D错误。

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