题目
1.31 设向量组α_(1)=(2,0,0)^T,α_(2)=(0,0,-1)^T,则下列向量中可以由α_(1),α_(2)线性表示的是()。A. (-1,-1,-1)^TB. (0,-1,-1)^TC. (-1,-1,0)^TD. (-1,0,-1)^T
1.31 设向量组$α_{1}=(2,0,0)^{T},α_{2}=(0,0,-1)^{T}$,则下列向量中可以由$α_{1},α_{2}$线性表示的是()。
A. $(-1,-1,-1)^{T}$
B. $(0,-1,-1)^{T}$
C. $(-1,-1,0)^{T}$
D. $(-1,0,-1)^{T}$
题目解答
答案
D. $(-1,0,-1)^{T}$
解析
考查要点:本题主要考查向量的线性组合概念,即判断给定向量是否能由指定向量组线性表示。
解题核心思路:
- 线性组合的结构分析:根据向量组$\alpha_1, \alpha_2$的分量形式,写出任意线性组合的通式,明确各分量的约束条件。
- 关键约束条件:通过通式发现,第二个分量必须为0,从而快速排除不符合条件的选项。
- 验证可行性:对符合条件的选项,进一步验证是否存在系数使其他分量匹配。
设向量$\vec{v} = (x, y, z)^T$可由$\alpha_1 = (2, 0, 0)^T$和$\alpha_2 = (0, 0, -1)^T$线性表示,则存在实数$k_1, k_2$,使得:
$\vec{v} = k_1 \alpha_1 + k_2 \alpha_2 = (2k_1, 0, -k_2)^T$
由此可得方程组:
$\begin{cases}x = 2k_1 \\y = 0 \\z = -k_2\end{cases}$
关键结论:向量$\vec{v}$的第二个分量$y$必须为0。
选项分析:
- A:$(-1, -1, -1)^T$,$y = -1 \neq 0$,排除。
- B:$(0, -1, -1)^T$,$y = -1 \neq 0$,排除。
- C:$(-1, -1, 0)^T$,$y = -1 \neq 0$,排除。
- D:$(-1, 0, -1)^T$,$y = 0$,满足条件。
进一步验证D选项:
- 由$x = -1 = 2k_1$,得$k_1 = -\frac{1}{2}$。
- 由$z = -1 = -k_2$,得$k_2 = 1$。
因此,存在$k_1 = -\frac{1}{2}$和$k_2 = 1$,使得$\vec{v} = (-1, 0, -1)^T$可由$\alpha_1, \alpha_2$线性表示。