题目
已知向量组 alpha_1=(1,2,3),alpha_2=(1,2,0),alpha_3=(t,1,-2) 线性相关,则实数 t= _________.
已知向量组 $\alpha_1=(1,2,3)$,$\alpha_2=(1,2,0)$,$\alpha_3=(t,1,-2)$ 线性相关,则实数 $t=$ _________.
题目解答
答案
将向量 $\alpha_1 = (1, 2, 3)$、$\alpha_2 = (1, 2, 0)$、$\alpha_3 = (t, 1, -2)$ 构成矩阵 $A$:
$A = \begin{pmatrix}1 & 1 & t \\2 & 2 & 1 \\3 & 0 & -2\end{pmatrix}$
由于向量组线性相关,行列式 $\det(A) = 0$。计算行列式:
$\det(A) = 1 \times \begin{vmatrix}2 & 1 \\0 & -2\end{vmatrix} - 1 \times \begin{vmatrix}2 & 1 \\3 & -2\end{vmatrix} + t \times \begin{vmatrix}2 & 2 \\3 & 0\end{vmatrix} = 1 \times (-4) - 1 \times (-7) + t \times (-6) = 3 - 6t$
令 $\det(A) = 0$,解得 $t = \frac{1}{2}$。
答案: $\boxed{\frac{1}{2}}$
解析
本题考查向量组线性相关的性质以及行列式的计算。解题思路是根据向量组线性相关的性质,将向量组构成矩阵,通过计算该矩阵的行列式并令其等于零,进而求解出实数 $t$ 的值。
- 构造矩阵:
已知向量组 $\alpha_1=(1,2,3)$,$\alpha_2=(1,2,0)$,$\alpha_3=(t,1,-2)$,将它们按列构成矩阵 $A$:
$A = \begin{pmatrix}1 & 1 & t \\2 & 2 & 1 \\3 & 0 & -2\end{pmatrix}$ - 利用线性相关性质列方程:
因为向量组线性相关,根据向量组线性相关的性质可知,由该向量组构成的矩阵的行列式为零,即 $\det(A) = 0$。 - 计算行列式 $\det(A)$:
根据三阶行列式的计算公式 $\begin{vmatrix}a_{11}&a_{12}&a_{13}\\a_{21}&a_{22}&a_{23}\\a_{31}&a_{32}&a_{33}\end{vmatrix}=a_{11}\begin{vmatrix}a_{22}&a_{23}\\a_{32}&a_{33}\end{vmatrix}-a_{12}\begin{vmatrix}a_{21}&a_{23}\\a_{31}&a_{33}\end{vmatrix}+a_{13}\begin{vmatrix}a_{21}&a_{22}\\a_{31}&a_{32}\end{vmatrix}$,对矩阵 $A$ 的行列式进行计算:
$\det(A) = 1\times\begin{vmatrix}2 & 1 \\0 & -2\end{vmatrix} - 1\times\begin{vmatrix}2 & 1 \\3 & -2\end{vmatrix} + t\times\begin{vmatrix}2 & 2 \\3 & 0\end{vmatrix}$
分别计算二阶行列式:- $\begin{vmatrix}2 & 1 \\0 & -2\end{vmatrix}=2\times(-2)-1\times0=-4$
- $\begin{vmatrix}2 & 1 \\3 & -2\end{vmatrix}=2\times(-2)-1\times3=-4 - 3=-7$
- $\begin{vmatrix}2 & 2 \\3 & 0\end{vmatrix}=2\times0 - 2\times3=-6$
将上述结果代入 $\det(A)$ 的表达式中:
$\det(A)=1\times(-4)-1\times(-7)+t\times(-6)=-4 + 7 - 6t=3 - 6t$
- 求解 $t$ 的值:
令 $\det(A) = 0$,即 $3 - 6t = 0$,移项可得 $6t = 3$,两边同时除以 $6$,解得 $t = \frac{3}{6}=\frac{1}{2}$。