设 alpha_(1), alpha_(2), alpha_(3), alpha_(4) 是一组 n 维向量,其中 alpha_(1), alpha_(2), alpha_(3) 线性相关,则()A. alpha_(1), alpha_(2), alpha_(3) 中必有零向量B. alpha_(1), alpha_(2) 必线性相关C. alpha_(2), alpha_(3) 必线性无关D. alpha_(1), alpha_(2), alpha_(3), alpha_(4) 必线性相关
A. $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$ 中必有零向量
B. $\alpha_{1}, \alpha_{2}$ 必线性相关
C. $\alpha_{2}, \alpha_{3}$ 必线性无关
D. $\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}, \alpha_{4}$ 必线性相关
题目解答
答案
解析
本题考查向量组线性相关的性质及判定。解题的关键在于理解向量组线性相关的定义,并利用已知条件$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$线性相关来推导$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}, \alpha_{4}$的线性相关性。
步骤一:明确向量组线性相关的定义
若存在不全为零的数$k_1, k_2, \cdots, k_m$,使得$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2 + \cdots + k_m\alpha_m = 0$成立,则称向量组$\alpha_1, \alpha_2, \cdots, \alpha_m$线性相关。
步骤二:根据已知条件进行分析
已知$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$线性相关,根据上述定义,存在不全为零的数$k_1, k_2, k_3$,使得$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2 + k_3\alpha_3 = 0$。
步骤三:判断$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}, \alpha_{4}$的线性相关性
考虑向量组$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}, \alpha_{4}$,构造线性组合$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2 + k_3\alpha_3 + 0\cdot\alpha_4$。
因为$k_1, k_2, k_3$不全为零,而$0$是零向量的系数,所以$k_1, k_2, k_3, 0$也不全为零,且$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2 + k_3\alpha_3 + 0\cdot\alpha_4 = 0$。
根据向量组线性相关的定义,可知向量组$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}, \alpha_{4}$线性相关。
步骤四:分析其他选项
- 选项A:$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$线性相关不一定必有零向量,例如$\alpha_1=(1,0)$,$\alpha_2=(2,0)$,$\alpha_3=(0,0)$,$\alpha_1$与$\alpha_2$线性相关,但$\alpha_1$和$\alpha_2$都不是零向量,所以该选项错误。
- 选项B:$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$线性相关不能推出$\alpha_{1}, \alpha_{2}$必线性相关,例如$\alpha_1=(1,0)$,$\alpha_2=(0,1)$,$\alpha_3=(1,1)$,$\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$线性相关,但$\alpha_1, \alpha_2$线性无关,所以该选项错误。
- 选项C:同理,$\alpha_{1}, \alpha_{2}, \alpha_{3}$线性相关不能推出$\alpha_{2}, \alpha_{3}$必线性无关,例如$\alpha_1=(0,0)$,$\alpha_2=(1,0)$,$\alpha_3=(2,0)$,$\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$线性相关,且$\alpha_2, \alpha_3$也线性相关,所以该选项错误。