题目
判断向量组1 2-|||-x1= 2 ,α2= -1-|||-2 11 2-|||-x1= 2 ,α2= -1-|||-2 1的线性相关性。()A.线性无关B.线性相关C.无法确定D.可相关也可无关
判断向量组
的线性相关性。()
A.线性无关
B.线性相关
C.无法确定
D.可相关也可无关
题目解答
答案
解:向量组
,判断向量组线性相关的充要条件是向量组所组成的矩阵不为满秩矩阵。
可得矩阵

则运用初等行变换,化为行阶梯型,则




所以
,矩阵为满秩矩阵,根据向量组线性相关的充要条件是向量组所组成的矩阵不为满秩矩阵,可得向量组
线性无关。
故答案是向量组
线性无关,选A.
解析
考查要点:本题主要考查向量组线性相关性的判断方法,核心在于矩阵秩的概念。
解题思路:判断向量组线性相关性的充要条件是矩阵的秩是否小于向量个数。若矩阵为满秩(秩等于向量个数),则向量组线性无关;否则线性相关。
关键点:将向量组构成矩阵,通过初等行变换化为行阶梯形,计算秩。
构造矩阵 $A=(\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3)$,其中:
$\alpha_1 = \begin{pmatrix}1\\2\\2\end{pmatrix},\quad \alpha_2 = \begin{pmatrix}2\\-1\\1\end{pmatrix},\quad \alpha_3 = \begin{pmatrix}1\\0\\-2\end{pmatrix}$
矩阵 $A$ 为:
$A = \begin{pmatrix}1 & 2 & 1 \\2 & -1 & 0 \\2 & 1 & -2\end{pmatrix}$
初等行变换过程:
-
消去第二、第三行的第一个元素:
- $r_2 \leftarrow r_2 - 2r_1$:第二行变为 $\begin{pmatrix}0 & -5 & -2\end{pmatrix}$
- $r_3 \leftarrow r_3 - 2r_1$:第三行变为 $\begin{pmatrix}0 & -3 & -4\end{pmatrix}$
矩阵变为:
$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 0 & -5 & -2 \\ 0 & -3 & -4 \end{pmatrix}$
-
消去第三行的第二个元素:
- $r_3 \leftarrow r_3 - \frac{3}{5}r_2$:第三行变为 $\begin{pmatrix}0 & 0 & -\frac{14}{5}\end{pmatrix}$
矩阵变为:
$\begin{pmatrix} 1 & 2 & 1 \\ 0 & -5 & -2 \\ 0 & 0 & -\frac{14}{5} \end{pmatrix}$
- $r_3 \leftarrow r_3 - \frac{3}{5}r_2$:第三行变为 $\begin{pmatrix}0 & 0 & -\frac{14}{5}\end{pmatrix}$
结论:矩阵 $A$ 的行阶梯形有 3个非零行,即秩 $R(A)=3$,等于向量个数,故向量组线性无关。