题目
设矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 ab+4 22 4 a+2⎤⎦⎥ 的秩为 2, 则 () A. a=0 , b=0 B. a=0 , b≠0 C. a≠0 , b=0 D. a≠0 , b≠0
设矩阵
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
如果
同理,当
当
当
故选:C.
解析
步骤 1:计算矩阵 A 的秩
首先,我们需要计算矩阵 A 的秩。矩阵 A 的秩是矩阵中线性无关的行或列的最大数量。为了计算秩,我们可以使用行简化阶梯形式(Row Reduced Echelon Form, RREF)。
步骤 2:将矩阵 A 转换为行简化阶梯形式
将矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 ab+4 22 4 a+2⎤⎦⎥ 转换为行简化阶梯形式,我们首先观察矩阵的结构。由于矩阵的秩为 2,这意味着矩阵中只有两行是线性无关的。
步骤 3:分析矩阵的秩
根据矩阵的秩为 2,我们可以推断出矩阵中至少有一行是线性相关的。我们可以通过计算行列式或直接观察矩阵的结构来确定 a 和 b 的值。如果 a 和 b 的值使得矩阵的秩为 2,那么矩阵中至少有一行是线性相关的。
步骤 4:验证选项
A. a=0 , b=0
如果 a=0 , b=0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 0 4 22 4 2⎤⎦⎥ ,秩为 1 ,所以排除 A 。
B. a=0 , b≠0
如果 a=0 , b≠0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 b 4 22 4 2⎤⎦⎥ ,秩也为 1 ,排除 B 。
C. a≠0 , b=0
如果 a≠0 , b=0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 a 4 22 4 a+2⎤⎦⎥ ,秩为 2 ,所以选 C 。
D. a≠0 , b≠0
如果 a≠0 , b≠0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 ab+4 22 4 a+2⎤⎦⎥ ,秩为 3 ,排除 D 。
首先,我们需要计算矩阵 A 的秩。矩阵 A 的秩是矩阵中线性无关的行或列的最大数量。为了计算秩,我们可以使用行简化阶梯形式(Row Reduced Echelon Form, RREF)。
步骤 2:将矩阵 A 转换为行简化阶梯形式
将矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 ab+4 22 4 a+2⎤⎦⎥ 转换为行简化阶梯形式,我们首先观察矩阵的结构。由于矩阵的秩为 2,这意味着矩阵中只有两行是线性无关的。
步骤 3:分析矩阵的秩
根据矩阵的秩为 2,我们可以推断出矩阵中至少有一行是线性相关的。我们可以通过计算行列式或直接观察矩阵的结构来确定 a 和 b 的值。如果 a 和 b 的值使得矩阵的秩为 2,那么矩阵中至少有一行是线性相关的。
步骤 4:验证选项
A. a=0 , b=0
如果 a=0 , b=0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 0 4 22 4 2⎤⎦⎥ ,秩为 1 ,所以排除 A 。
B. a=0 , b≠0
如果 a=0 , b≠0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 b 4 22 4 2⎤⎦⎥ ,秩也为 1 ,排除 B 。
C. a≠0 , b=0
如果 a≠0 , b=0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 a 4 22 4 a+2⎤⎦⎥ ,秩为 2 ,所以选 C 。
D. a≠0 , b≠0
如果 a≠0 , b≠0 ,则矩阵 A=⎡⎣⎢1 2 12 ab+4 22 4 a+2⎤⎦⎥ ,秩为 3 ,排除 D 。