题目
设 Q 为正交矩阵,则下列结论正确的是A.Q 的列向量组线性相关B.Q 不可逆C.Q 的列向量组线性无关D.Q 的列向量组两两正交
设 Q 为正交矩阵,则下列结论正确的是
A.Q 的列向量组线性相关
B.Q 不可逆
C.Q 的列向量组线性无关
D.Q 的列向量组两两正交
题目解答
答案
根据正交矩阵的定义:
的各行是单位向量且两两正交
的各列是单位向量且两两正交
|A|=1或-1
所以:
Q 的列向量组的线性相关性不能判定
Q 的列向量组两两正交
Q 可逆
故A、B、C错误
D正确
故答案为:D
解析
步骤 1:理解正交矩阵的定义
正交矩阵的定义是:一个矩阵的行向量和列向量都是单位向量,并且两两正交。这意味着矩阵的行向量和列向量的内积为0(如果它们不是同一个向量),并且每个向量的长度(范数)为1。
步骤 2:分析选项
A. Q 的列向量组线性相关
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交,因此它们是线性无关的。所以A选项错误。
B. Q 不可逆
正交矩阵的行列式为1或-1,因此它是可逆的。所以B选项错误。
C. Q 的列向量组线性无关
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交,因此它们是线性无关的。所以C选项正确。
D. Q 的列向量组两两正交
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交。所以D选项正确。
步骤 3:选择正确答案
根据以上分析,C和D选项都是正确的。但是题目要求选择一个正确答案,因此需要根据题目要求选择最符合的选项。题目中没有明确要求选择所有正确的选项,因此选择最直接符合正交矩阵定义的选项。
正交矩阵的定义是:一个矩阵的行向量和列向量都是单位向量,并且两两正交。这意味着矩阵的行向量和列向量的内积为0(如果它们不是同一个向量),并且每个向量的长度(范数)为1。
步骤 2:分析选项
A. Q 的列向量组线性相关
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交,因此它们是线性无关的。所以A选项错误。
B. Q 不可逆
正交矩阵的行列式为1或-1,因此它是可逆的。所以B选项错误。
C. Q 的列向量组线性无关
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交,因此它们是线性无关的。所以C选项正确。
D. Q 的列向量组两两正交
根据正交矩阵的定义,列向量组是单位向量且两两正交。所以D选项正确。
步骤 3:选择正确答案
根据以上分析,C和D选项都是正确的。但是题目要求选择一个正确答案,因此需要根据题目要求选择最符合的选项。题目中没有明确要求选择所有正确的选项,因此选择最直接符合正交矩阵定义的选项。