题目
【例4.3】设3阶矩阵A=(alpha_(1),alpha_(2),alpha_(3)),B=(beta_(1),beta_(2),beta_(3)).若向量组alpha_(1),alpha_(2),alpha_(3)可以由向量组beta_(1),beta_(2),beta_(3)线性表示,则()A. Ax=0的解均为Bx=0的解.B. A^Tx=0的解均为B^Tx=0的解.C. Bx=0的解均为Ax=0的解.D. B^Tx=0的解均为A^Tx=0的解.
【例4.3】设3阶矩阵$A=(\alpha_{1},\alpha_{2},\alpha_{3})$,$B=(\beta_{1},\beta_{2},\beta_{3})$.若向量组$\alpha_{1},\alpha_{2},\alpha_{3}$可以由向量组$\beta_{1},\beta_{2},\beta_{3}$线性表示,则()
A. $Ax=0$的解均为$Bx=0$的解.
B. $A^{T}x=0$的解均为$B^{T}x=0$的解.
C. $Bx=0$的解均为$Ax=0$的解.
D. $B^{T}x=0$的解均为$A^{T}x=0$的解.
题目解答
答案
D. $B^{T}x=0$的解均为$A^{T}x=0$的解.
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的线性表示与齐次线性方程组解的关系,涉及矩阵转置、解空间的包含关系等概念。
解题核心思路:
- 矩阵线性表示:若向量组$\{\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3\}$可由$\{\beta_1, \beta_2, \beta_3\}$线性表示,则存在矩阵$C$使得$A = BC$。
- 转置关系:对等式$A = BC$取转置,得$A^T = C^T B^T$。
- 解的包含关系:通过分析方程$A^T x = 0$与$B^T x = 0$的关系,结合矩阵乘法的性质,判断解的包含方向。
破题关键点:
- 选项D的推导:若$x$是$B^T x = 0$的解,则$A^T x = C^T B^T x = C^T \cdot 0 = 0$,即$x$也是$A^T x = 0$的解。
选项分析:
选项A
若$x$是$Ax = 0$的解,则$BCx = 0$,说明$C x$是$Bx = 0$的解,但无法直接推出$x$是$Bx = 0$的解(除非$C$可逆,但题目未说明)。因此选项A错误。
选项B
若$x$是$A^T x = 0$的解,则$C^T B^T x = 0$,说明$B^T x$是$C^T y = 0$的解,但无法直接推出$x$是$B^T x = 0$的解。因此选项B错误。
选项C
若$x$是$Bx = 0$的解,则$Ax = BCx$。由于$Bx = 0$,但$C$的列向量不一定在$B$的零空间中,因此$BCx$不一定为零。选项C错误。
选项D
若$x$是$B^T x = 0$的解,则$A^T x = C^T B^T x = C^T \cdot 0 = 0$,即$x$也是$A^T x = 0$的解。选项D正确。