5 单选 (4分) 下列说法不正确的是A. 设eta_(1),eta_(2)都是Ax=b的解,则eta_(1)-eta_(2)是它的导出组Ax=0的解.B. 设a,β都是Ax=0的解,则C_(1)α+ C_(2)β也是Ax=0的解(C_(1),C_(2)为任意常数)C. 设eta_(1),eta_(2)都是Ax=b的解,则当k_(1)+k_(2)=1时,k_(1)eta_(1)+k_(2)eta_(2)也是Ax=b的解D. 设eta_(1),eta_(2)都是Ax=b的解,则当k_(1)-k_(2)=1时,k_(1)eta_(1)+k_(2)eta_(2)也是Ax=b的解
题目解答
答案
答案:D
解析:
A. 正确
由题意,$\eta_1$ 和 $\eta_2$ 均为 $Ax = b$ 的解,故 $A\eta_1 = b$,$A\eta_2 = b$。
则 $A(\eta_1 - \eta_2) = A\eta_1 - A\eta_2 = b - b = 0$,即 $\eta_1 - \eta_2$ 是 $Ax = 0$ 的解。
B. 正确
$\alpha$ 和 $\beta$ 均为 $Ax = 0$ 的解,故 $A\alpha = 0$,$A\beta = 0$。
对任意常数 $C_1$、$C_2$,有 $A(C_1\alpha + C_2\beta) = C_1A\alpha + C_2A\beta = 0$,即 $C_1\alpha + C_2\beta$ 是 $Ax = 0$ 的解。
C. 正确
$\eta_1$ 和 $\eta_2$ 均为 $Ax = b$ 的解,故 $A\eta_1 = b$,$A\eta_2 = b$。
当 $k_1 + k_2 = 1$ 时,$A(k_1\eta_1 + k_2\eta_2) = k_1b + k_2b = (k_1 + k_2)b = b$,即 $k_1\eta_1 + k_2\eta_2$ 是 $Ax = b$ 的解。
D. 错误
同C项,应满足 $k_1 + k_2 = 1$,但选项D条件为 $k_1 - k_2 = 1$,无法保证解的正确性。
结论: 不正确的说法是 $\boxed{D}$。
解析
本题主要考查线性方程组解的性质,包括非齐次线性方程组 $Ax = b$ 与其导出组 $Ax = 0$ 解之间的关系,以及解的线性组合性质。解题思路是根据已知条件,利用矩阵乘法的分配律对各选项中的线性组合进行运算,判断其是否满足相应方程组的形式。
选项A
已知$\eta_{1},\eta_{2}$都是$Ax = b$的解,根据解的定义,有$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$。
计算$A(\eta_{1}-\eta_{2})$,根据矩阵乘法的分配律$A(\alpha - \beta)=A\alpha - A\beta$,可得:
$A(\eta_{1}-\eta_{2})=A\eta_{1}-A\eta_{2}$
将$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$代入上式,得到:
$A\eta_{1}-A\eta_{2}=b - b = 0$
这表明$\eta_{1}-\eta_{2}$满足导出组$Ax = 0$的形式,所以$\eta_{1}-\eta_{2}$是$Ax = 0$的解,选项A正确。
选项B
已知$\alpha,\beta$都是$Ax = 0$的解,根据解的定义,有$A\alpha = 0$,$A\beta = 0$。
计算$A(C_{1}\alpha + C_{2}\beta)$,根据矩阵乘法的分配律$A(k\alpha + m\beta)=kA\alpha + mA\beta$($k,m$为常数),可得:
$A(C_{1}\alpha + C_{2}\beta)=C_{1}A\alpha + C_{2}A\beta$
将$A\alpha = 0$,$A\beta = 0$代入上式,得到:
$C_{1}A\alpha + C_{2}A\beta=C_{1}\times0 + C_{2}\times0 = 0$
这表明$C_{1}\alpha + C_{2}\beta$满足$Ax = 0$的形式,所以$C_{1}\alpha + C_{2}\beta$是$Ax = 0$的解,选项B正确。
选项C
已知$\eta_{1},\eta_{2}$都是$Ax = b$的解,根据解的定义,有$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$。
当$k_{1}+k_{2}=1$时,计算$A(k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2})$,根据矩阵乘法的分配律可得:
$A(k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2})=k_{1}A\eta_{1}+k_{2}A\eta_{2}$
将$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$代入上式,得到:
$k_{1}A\eta_{1}+k_{2}A\eta_{2}=k_{1}b + k_{2}b=(k_{1}+k_{2})b$
因为$k_{1}+k_{2}=1$,所以$(k_{1}+k_{2})b = 1\times b = b$
这表明$k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2}$满足$Ax = b$的形式,所以$k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2}$是$Ax = b$的解,选项C正确。
选项D
已知$\eta_{1},\eta_{2}$都是$Ax = b$的解,根据解的定义,有$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$。
当$k_{1}-k_{2}=1$时,计算$A(k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2})$,根据矩阵乘法的分配律可得:
$A(k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2})=k_{1}A\eta_{1}+k_{2}A\eta_{2}$
将$A\eta_{1}=b$,$A\eta_{2}=b$代入上式,得到:
$k_{1}A\eta_{1}+k_{2}A\eta_{2}=k_{1}b + k_{2}b=(k_{1}+k_{2})b$
由于$k_{1}-k_{2}=1$,无法得出$k_{1}+k_{2}=1$,也就不能保证$(k_{1}+k_{2})b = b$,所以不能确定$k_{1}\eta_{1}+k_{2}\eta_{2}$是$Ax = b$的解,选项D错误。