题目
14.设 (alpha )_(1)=(1,-1,2,4) (alpha )_(2)=(0,3,1,2), (alpha )_(3)=(3,0,7,14), (alpha )_(4)=(1,-1,2,0) (alpha )_(5)=(2,1,5,6)-|||-(1)证明α1,α2线性无关;-|||-(2)把α1,α2扩充成一极大线性无关组。

题目解答
答案
解析
题库审核员:tqy
解析
考查要点:本题主要考查向量组的线性相关性及极大线性无关组的求解方法。
解题思路:
- 第(1)题:判断两个向量是否线性无关,只需验证它们是否成比例。
- 第(2)题:在已知线性无关组的基础上,逐步加入新向量,通过线性相关性检验确定是否需要保留该向量,最终得到极大线性无关组。
关键点:
- 线性无关的判定:向量组的秩等于向量个数时线性无关。
- 极大线性无关组的扩充:每次添加一个向量后,若仍线性无关则保留,否则舍弃。
第(1)题
证明α₁, α₂线性无关
- 观察分量比例:
α₁ = (1, -1, 2, 4),α₂ = (0, 3, 1, 2)。
第一个分量α₁为1,α₂为0,显然不成比例。 - 结论:α₁, α₂线性无关。
第(2)题
将α₁, α₂扩充为极大线性无关组
- 分析α₃:
α₃ = 3α₁ + α₂,故α₃可由α₁, α₂线性表出,无需加入。 - 分析α₄:
- 构造方程组:$k_1α₁ + k_2α₂ + k_4α₄ = 0$。
- 解得唯一解$k_1 = k_2 = k_4 = 0$,说明α₁, α₂, α₄线性无关。
- 分析α₅:
- 构造方程组:$k_1α₁ + k_2α₂ + k_4α₄ + k_5α₅ = 0$。
- 系数矩阵秩为3,存在非零解,说明α₅可由α₁, α₂, α₄线性表出。
- 结论:极大线性无关组为α₁, α₂, α₄。