1.单选题(4分)已知向量组alpha_(1),alpha_(2),alpha_(3)线性无关,则A. 向量组alpha_(1),alpha_(1)-alpha_(2),alpha_(1)-alpha_(2)-alpha_(3)线性相关B. 向量组alpha_(1),alpha_(1)+alpha_(2),alpha_(1)+alpha_(2)+alpha_(3)线性相关C. 向量组alpha_(1)+alpha_(2),alpha_(2)+alpha_(3),alpha_(1)+alpha_(3)线性相关D. 向量组alpha_(1)-alpha_(2),alpha_(2)-alpha_(3),alpha_(1)-alpha_(3)线性相关
A. 向量组$\alpha_{1},\alpha_{1}-\alpha_{2},\alpha_{1}-\alpha_{2}-\alpha_{3}$线性相关
B. 向量组$\alpha_{1},\alpha_{1}+\alpha_{2},\alpha_{1}+\alpha_{2}+\alpha_{3}$线性相关
C. 向量组$\alpha_{1}+\alpha_{2},\alpha_{2}+\alpha_{3},\alpha_{1}+\alpha_{3}$线性相关
D. 向量组$\alpha_{1}-\alpha_{2},\alpha_{2}-\alpha_{3},\alpha_{1}-\alpha_{3}$线性相关
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查向量组的线性相关性判断,特别是通过构造线性组合方程组来分析解的情况。
解题核心思路:
对于每个选项中的向量组,假设存在线性组合等于零,即 $k_1\beta_1 + k_2\beta_2 + k_3\beta_3 = 0$,将其展开为关于原向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$ 的线性组合,利用原向量组线性无关的性质,得到系数方程组。若方程组仅有零解,则向量组线性无关;若存在非零解,则线性相关。
破题关键点:
- 选项D的特殊性:通过观察选项D中的向量 $\alpha_1 - \alpha_2$, $\alpha_2 - \alpha_3$, $\alpha_1 - \alpha_3$,发现 $\alpha_1 - \alpha_3 = (\alpha_1 - \alpha_2) + (\alpha_2 - \alpha_3)$,即存在线性组合关系,直接说明线性相关。
选项D的详细分析
构造线性组合:
设 $k_1(\alpha_1 - \alpha_2) + k_2(\alpha_2 - \alpha_3) + k_3(\alpha_1 - \alpha_3) = 0$,展开得:
$(k_1 + k_3)\alpha_1 + (-k_1 + k_2)\alpha_2 + (-k_2 - k_3)\alpha_3 = 0$
建立方程组:
由于 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$ 线性无关,系数必须全为零:
$\begin{cases}k_1 + k_3 = 0 \\-k_1 + k_2 = 0 \\-k_2 - k_3 = 0\end{cases}$
求解方程组:
- 从第二式得 $k_2 = k_1$。
- 代入第三式:$-k_1 - k_3 = 0 \Rightarrow k_3 = -k_1$。
- 代入第一式:$k_1 - k_1 = 0$,恒成立。
存在非零解:
取 $k_1 = 1$,则 $k_2 = 1$,$k_3 = -1$,验证得:
$1 \cdot (\alpha_1 - \alpha_2) + 1 \cdot (\alpha_2 - \alpha_3) -1 \cdot (\alpha_1 - \alpha_3) = 0$
因此,向量组线性相关。