题目
设向量组 beta_1, beta_2, beta_3, beta_4 的秩为 2,则以下哪个选项是正确的?A. 该向量组中任意两个向量都线性无关B. 该向量组中存在两个向量线性相关C. 该向量组中任意三个向量都线性相关D. 该向量组中存在一个向量可以由其他三个向量线性表示
设向量组 $\beta_1, \beta_2, \beta_3, \beta_4$ 的秩为 2,则以下哪个选项是正确的?
A. 该向量组中任意两个向量都线性无关
B. 该向量组中存在两个向量线性相关
C. 该向量组中任意三个向量都线性相关
D. 该向量组中存在一个向量可以由其他三个向量线性表示
题目解答
答案
C. 该向量组中任意三个向量都线性相关
解析
本题考查向量组的秩与向量组线性相关性的关系。解题的关键在于理解向量组秩的定义以及线性相关和线性无关的概念,并根据这些知识对每个选项进行分析判断。
选项A分析
向量组的秩为$2$,意味着向量组的极大线性无关组所含向量的个数为$2$。这表明向量组中存在线性相关的向量。例如,若$\beta_1,\beta_2$是极大线性无关组,那么$\beta_3$和$\beta_4$都可以由$\beta_1,\beta_2$线性表示,所以必然存在两个向量是线性相关的,并非任意两个向量都线性无关,故选项A错误。
选项B分析
虽然向量组的秩为$2$,但不能仅仅根据秩就得出一定存在两个向量线性相关的结论。有可能存在多个向量之间存在线性关系,而不是恰好两个向量线性相关,所以不能确定该向量组中一定存在两个向量线性相关,故选项B错误。
选项C分析
根据向量组秩的性质:若向量组的秩为$r$,则该向量组中任意$r + 1$个向量都线性相关。已知向量组$\beta_1,\beta_2,\beta_3,\beta_4$的秩为$2$,那么任意$2 + 1 = 3$个向量都线性相关,故选项C正确。
选项D分析
向量组的秩为$2$,只能说明极大线性无关组有$2$个向量,但不能确定一定存在一个向量可以由其他三个向量线性表示。有可能是多个向量之间相互线性表示,或者存在其他复杂的线性关系,所以不能得出该向量组中一定存在一个向量可以由其他三个向量线性表示的结论,故选项D错误。