题目
5.设向量alpha_(1)=(1,a,a^2),alpha_(2)=(1,b,b^2),alpha_(3)=(1,c,c^2),则向量组alpha_(1),alpha_(2),alpha_(3)线性无关的充分必要条件是(A. a,b,c全不为0B. a,b,c不全为0C. a,b,c不全相等D. a,b,c互不相等
5.设向量$\alpha_{1}=(1,a,a^{2})$,$\alpha_{2}=(1,b,b^{2})$,$\alpha_{3}=(1,c,c^{2})$,则向量组$\alpha_{1}$,$\alpha_{2}$,$\alpha_{3}$线性无关的充分必要条件是(
A. a,b,c全不为0
B. a,b,c不全为0
C. a,b,c不全相等
D. a,b,c互不相等
题目解答
答案
D. a,b,c互不相等
解析
考查要点:本题主要考查向量组线性无关的判定条件,涉及行列式的计算,特别是范德蒙德行列式的应用。
解题核心思路:
向量组线性无关的充要条件是它们构成的矩阵行列式非零。将三个向量排列成矩阵后,发现其结构为范德蒙德矩阵,直接利用范德蒙德行列式的公式即可得出结论。
破题关键点:
- 构造矩阵:将向量作为列向量排列成矩阵。
- 识别范德蒙德矩阵:矩阵形式符合范德蒙德矩阵的特征。
- 行列式公式:范德蒙德行列式为各变量两两之差的乘积,非零的条件是所有变量互不相等。
将向量 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$ 作为列向量构成矩阵 $A$:
$A = \begin{pmatrix}1 & 1 & 1 \\a & b & c \\a^2 & b^2 & c^2\end{pmatrix}$
步骤1:计算行列式
矩阵 $A$ 是范德蒙德矩阵,其行列式公式为:
$\det(A) = (b - a)(c - a)(c - b)$
步骤2:分析行列式非零条件
行列式 $\det(A) \neq 0$ 的充要条件是 所有因子均不为零,即:
$b - a \neq 0, \quad c - a \neq 0, \quad c - b \neq 0$
等价于 $a, b, c$ 互不相等。
选项分析:
- 选项D(互不相等)满足行列式非零的条件。
- 其他选项(如“不全相等”)可能存在两两相等的情况,导致行列式为零。