题目
14.(4.0分) 给定向量组alpha_(1)=(1,-1,3)^T,alpha_(2)=(2,1,4)^T,alpha_(3)=(3,0,7)^T,其极大无关组所含向量的个数为()。A. 3B. 1C. 0D. 2
14.(4.0分) 给定向量组
$\alpha_{1}=(1,-1,3)^{T},\alpha_{2}=(2,1,4)^{T},\alpha_{3}=(3,0,7)^{T}$,其极大无关组所含向量的个数为()。
A. 3
B. 1
C. 0
D. 2
题目解答
答案
D. 2
解析
本题考查向量组极大无关组所含向量个数的求解,解题思路是将向量组构成矩阵,通过对矩阵进行初等行变换化为行阶梯形矩阵,行阶梯形矩阵的非零行的行数即为向量组的秩,而向量组的秩就等于其极大无关组所含向量的个数。
步骤一:构造矩阵
将向量组$\alpha_{1}=(1,-1,3)^{T},\alpha_{2}=(2,1,4)^{T},\alpha_{3}=(3,0,7)^{T}$构成矩阵$A = (\alpha_{1},\alpha_{2},\alpha_{3})$,即
\(A=\begin{pmatrix}
1 & 2 & 3 \\
-1 & 1 & 0 \\
3 & 4 & 7
\end{pmatrix}\)
步骤二:对矩阵$A$进行初等行变换化为行阶梯形矩阵
- 第二行加上第一行:
$r_{2}=r_{2}+r_{1}$,得到\(\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 3 & 3 \\ 3 & 4 & 7 \end{pmatrix}\) - 第三行减去第一行的$3$倍:
$r_{3}=r_{3}-3r_{1}$,得到\(\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 3 & 3 \\ 0 & -2 & -2 \end{pmatrix}\) - 第三行加上第二行的$\frac{2}{3}$倍:
$r_{3}=r_{3}+\frac{2}{3}r_{2}$,得到\(\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 3 & 3 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}\)
步骤三:确定矩阵的秩
行阶梯形矩阵\(\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 0 & 3 & 3 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}\)的非零行有$2$行,所以矩阵$A$的秩$R(A)=2$。
步骤四:得出极大无关组所含向量的个数
因为向量组的秩等于其极大无关组所含向量的个数,所以向量组$\alpha_{1},\alpha_{2},\alpha_{3}$的极大无关组所含向量的个数为$2$。