题目
设向量组 alpha_1 = (1,1,1), alpha_2 = (0,1,2), alpha_3 = (1,0,-1),那么该向量组的秩为:A. 3B. 1C. 2D. 4
设向量组 $\alpha\_1\ \ = (1,1,1)$, $\alpha\_2\ \ = (0,1,2)$, $\alpha\_3\ \ = (1,0,-1)$,那么该向量组的秩为:
A. 3
B. 1
C. 2
D. 4
题目解答
答案
C
解析
考查要点:本题主要考查向量组的秩的计算,需要判断三个三维向量的线性相关性,确定极大线性无关组的个数。
解题思路:
- 构造矩阵:将向量组作为行(或列)构成矩阵。
- 行简化阶梯形:通过初等行变换化简矩阵,非零行的个数即为秩。
- 行列式法(辅助方法):若行列式不为零,则向量组线性无关;若为零,则进一步判断极大无关组的个数。
破题关键:
- 线性相关性的判断:通过矩阵化简或行列式确定向量组是否线性相关。
- 秩的定义:极大线性无关组的个数,需排除冗余向量。
将向量组 $\alpha_1=(1,1,1)$,$\alpha_2=(0,1,2)$,$\alpha_3=(1,0,-1)$ 构造矩阵 $A$:
$A = \begin{pmatrix}1 & 1 & 1 \\0 & 1 & 2 \\1 & 0 & -1\end{pmatrix}$
步骤1:初等行变换化简矩阵
- 消去第三行第一个元素:用第三行减去第一行:
$R3 \leftarrow R3 - R1 \Rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & -1 & -2 \end{pmatrix}$ - 消去第三行第二个元素:用第三行加上第二行:
$R3 \leftarrow R3 + R2 \Rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}$
步骤2:确定秩
化简后的矩阵有 2个非零行,因此向量组的秩为 2。