题目
设ξ1,ξ2,ξ3是齐次线性方程组AX=0的基础解系,则该方程组的基础解系还可以表示为( ) A. ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3 B. ξ1-ξ2-ξ3,ξ2,ξ3-ξ1 C. ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1 D. ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2
设ξ1,ξ2,ξ3是齐次线性方程组AX=0的基础解系,则该方程组的基础解系还可以表示为( )
A. ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3
B. ξ1-ξ2-ξ3,ξ2,ξ3-ξ1
C. ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1
D. ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2
A. ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3
B. ξ1-ξ2-ξ3,ξ2,ξ3-ξ1
C. ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1
D. ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2
题目解答
答案
由题意,ξ1,ξ2,ξ3的任意线性组合都是AX=0的解向量,因此只需判断四个选项的向量组是否线性无关即可.
①选项A.由于{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}={ξ1,ξ2,ξ3}
={ξ1,ξ2,ξ3}A
而|A|=
=0,因此r{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}≤r(A)<3
∴{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}线性相关
故A错误.
②选项B.由于{ξ1-ξ2-ξ3,ξ2,ξ3-ξ1}={ξ1,ξ2,ξ3}
={ξ1,ξ2,ξ3}A
而|A|=
=0,因此r{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}≤r(A)<3
∴{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}线性相关.
故B错误;
③选项C.由于{ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1}={ξ1,ξ2,ξ3}
={ξ1,ξ2,ξ3}A
而|A|=
=0,因此r{ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1}≤r(A)<3
∴{ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1}线性相关.
故C错误;
④选项D.由于{ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2}={ξ1,ξ2,ξ3}
={ξ1,ξ2,ξ3}A
而|A|=
=−3≠0,因此r{ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2}=r{ξ1,ξ2,ξ3}=3
∴{ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2}线性无关
故D正确.
故选:D.
①选项A.由于{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}={ξ1,ξ2,ξ3}
| |
| |
而|A|=
| |
| |
∴{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}线性相关
故A错误.
②选项B.由于{ξ1-ξ2-ξ3,ξ2,ξ3-ξ1}={ξ1,ξ2,ξ3}
| |
| |
而|A|=
| |
| |
∴{ξ1-ξ3,ξ1+ξ2+ξ3,ξ2+2ξ3}线性相关.
故B错误;
③选项C.由于{ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1}={ξ1,ξ2,ξ3}
| |
| |
而|A|=
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∴{ξ1-ξ2,ξ2-ξ3,ξ3-ξ1}线性相关.
故C错误;
④选项D.由于{ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2}={ξ1,ξ2,ξ3}
| |
| |
而|A|=
| |
| |
∴{ξ1,3ξ3,ξ1-2ξ2}线性无关
故D正确.
故选:D.
解析
步骤 1:理解基础解系的概念
基础解系是指齐次线性方程组AX=0的解空间中的一组线性无关的解向量,它们可以生成方程组的所有解。因此,如果一组向量是基础解系,那么它们必须是线性无关的。
步骤 2:检查选项A
选项A中的向量组为{ξ_1-ξ_3,ξ_1+ξ_2+ξ_3,ξ_2+2ξ_3}。我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
1
0
0
1
1
−1
1
2
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 3:检查选项B
选项B中的向量组为{ξ_1-ξ_2-ξ_3,ξ_2,ξ_3-ξ_1}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
−1
−1
1
0
−1
0
1
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 4:检查选项C
选项C中的向量组为{ξ_1-ξ_2,ξ_2-ξ_3,ξ_3-ξ_1}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
−1
−1
1
0
0
−1
1
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 5:检查选项D
选项D中的向量组为{ξ_1,3ξ_3,ξ_1-2ξ_2}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
1
0
0
1
0
3
0
.
= -3 ≠ 0,因此向量组线性无关。
基础解系是指齐次线性方程组AX=0的解空间中的一组线性无关的解向量,它们可以生成方程组的所有解。因此,如果一组向量是基础解系,那么它们必须是线性无关的。
步骤 2:检查选项A
选项A中的向量组为{ξ_1-ξ_3,ξ_1+ξ_2+ξ_3,ξ_2+2ξ_3}。我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
1
0
0
1
1
−1
1
2
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 3:检查选项B
选项B中的向量组为{ξ_1-ξ_2-ξ_3,ξ_2,ξ_3-ξ_1}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
−1
−1
1
0
−1
0
1
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 4:检查选项C
选项C中的向量组为{ξ_1-ξ_2,ξ_2-ξ_3,ξ_3-ξ_1}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
−1
−1
1
0
0
−1
1
.
= 0,因此向量组线性相关。
步骤 5:检查选项D
选项D中的向量组为{ξ_1,3ξ_3,ξ_1-2ξ_2}。同样地,我们可以通过计算它们的线性组合来判断它们是否线性无关。将它们表示为矩阵形式,即{ξ_1,ξ_2,ξ_3}的线性组合,然后计算该矩阵的行列式。如果行列式为0,则向量组线性相关,否则线性无关。
行列式|A| =
.
1
0
1
0
0
1
0
3
0
.
= -3 ≠ 0,因此向量组线性无关。