题目
关于向量组_(1)=((1,2,1,3))^T,_(1)=((1,2,1,3))^T,以下说法错误的是( )A _(1)=((1,2,1,3))^T,是_(1)=((1,2,1,3))^T,的一个极大无关组B _(1)=((1,2,1,3))^T,是_(1)=((1,2,1,3))^T,的一个极大无关组C _(1)=((1,2,1,3))^T,线性相关D _(1)=((1,2,1,3))^T,线性相关
关于向量组
以下说法错误的是( )
A
是
的一个极大无关组
B
是
的一个极大无关组
C
线性相关
D
线性相关
题目解答
答案
选项选 C
设矩阵
对矩阵A作初等行变换变为行阶梯型矩阵





即向量组的秩是2。
非零行的首个非零元所在的列向量即为向量组的一个极大无关组
所以
或
是
的极大无关组
可见
的秩是2等于
列数2,故
线性无关,选项C错误
因为向量组的秩是2小于3,所以
线性相关
解析
考查要点:本题主要考查向量组的线性相关性、极大无关组及秩的概念。
解题思路:
- 构造矩阵:将向量组作为列向量构成矩阵,通过初等行变换化为行阶梯形矩阵,确定向量组的秩。
- 判断极大无关组:非零行首非零元对应的列向量构成极大无关组。
- 验证选项:结合秩的性质,逐一分析选项的正确性。
破题关键:
- 秩的计算:通过行变换确定向量组的秩,进而判断线性相关性。
- 极大无关组的判定:极大无关组的秩等于向量组的秩,且其对应的列向量线性无关。
构造矩阵:
将向量组 $a_1, a_2, a_3$ 作为列向量构成矩阵 $A$:
$A = \begin{pmatrix}1 & 4 & 1 \\2 & -1 & -3 \\1 & -5 & -4 \\3 & -6 & -7\end{pmatrix}$
初等行变换:
- $r_2 - 2r_1 \rightarrow \begin{pmatrix} 0 & -9 & -5 \end{pmatrix}$
- $r_3 - r_1 \rightarrow \begin{pmatrix} 0 & -9 & -5 \end{pmatrix}$
- $r_4 - 3r_1 \rightarrow \begin{pmatrix} 0 & -18 & -10 \end{pmatrix}$
- $r_3 - r_2 \rightarrow \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}$
- $r_4 - 2r_2 \rightarrow \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}$
行阶梯形矩阵:
$\begin{pmatrix}1 & 4 & 1 \\0 & -9 & -5 \\0 & 0 & 0 \\0 & 0 & 0\end{pmatrix}$
结论:
- 秩为2:向量组 $a_1, a_2, a_3$ 的秩为2,故线性相关(选项D正确)。
- 极大无关组:首非零元在第1、2列,故 $a_1, a_2$ 或 $a_2, a_3$ 均为极大无关组(选项A、B正确)。
- 选项C分析:
构造矩阵 $[a_1 \quad a_3]$,其秩为2(等于向量个数),故 $a_1, a_3$ 线性无关,选项C错误。