题目
设 3 阶矩阵 A= α1, α2 , α3 , B β1, β2 , β3 , 若向量组 α1 , α2 , α3 可以由向量组 β1 , β2 , β3线性表出,则( )A. x=0 的解均为 Bx=0 的解.B. AT x=0 的解均为 BT x=0 的解.C. Bx=0 的解均为 Ax=0 的解.D. BT x=0 的解均为 AT x=0 的解.
设 3 阶矩阵 A= α1, α2 , α3 , B β1, β2 , β3 , 若向量组 α1 , α2 , α3 可以由向量组 β1 , β2 , β3线性表出,则( )
A. x=0 的解均为 Bx=0 的解.
B. AT x=0 的解均为 BT x=0 的解.
C. Bx=0 的解均为 Ax=0 的解.
D. BT x=0 的解均为 AT x=0 的解.
题目解答
答案
D. BT x=0 的解均为 AT x=0 的解.
解析
考查要点:本题主要考查矩阵的线性表出关系、转置矩阵的解空间之间的包含关系。
解题核心思路:
- 线性表出关系:若向量组$\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3$可由$\beta_1,\beta_2,\beta_3$线性表出,则存在矩阵$K$使得$A = BK$。
- 转置矩阵的行空间关系:由$A = BK$可得$A^T = K^T B^T$,说明$A^T$的行向量可由$B^T$的行向量线性表出。
- 解空间的包含关系:若$B^T$的行空间是$A^T$行空间的扩展,则$B^T x = 0$的解必然满足$A^T x = 0$。
破题关键:
- 转置矩阵的行空间与解空间的对偶关系:矩阵的左零空间(即转置矩阵的零空间)与行空间正交,行空间的包含关系决定左零空间的包含方向。
步骤1:建立矩阵关系
已知$\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3$可由$\beta_1,\beta_2,\beta_3$线性表出,存在矩阵$K$使得:
$A = BK.$
步骤2:转置矩阵分析
对等式两边取转置,得:
$A^T = K^T B^T.$
这表明$A^T$的行向量可由$B^T$的行向量线性表出。
步骤3:解空间关系推导
- 设$x$是$B^T x = 0$的解,即$B^T x = 0$。
- 代入$A^T = K^T B^T$,得:
$A^T x = K^T B^T x = K^T \cdot 0 = 0.$
因此,$x$也是$A^T x = 0$的解。 - 结论:$B^T x = 0$的解均为$A^T x = 0$的解,即选项D正确。