题目
若矩阵 } a & 0 & 2 & 0 0 & 1 & 1 & 0 0 & b & 0 & c 为阶梯形矩阵,则 a, b, c 满足()A. a neq 0, c = 0, b 为任意数B. b = 0, c neq 0, a 为任意数C. a = 0, b neq 0, c 为任意数D. a neq 0, b = 0, c 为任意数
若矩阵 $\begin{pmatrix} a & 0 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 & 0 \\ 0 & b & 0 & c \end{pmatrix}$ 为阶梯形矩阵,则 $a, b, c$ 满足()
A. $a \neq 0, c = 0, b$ 为任意数
B. $b = 0, c \neq 0, a$ 为任意数
C. $a = 0, b \neq 0, c$ 为任意数
D. $a \neq 0, b = 0, c$ 为任意数
题目解答
答案
D. $a \neq 0, b = 0, c$ 为任意数
解析
阶梯形矩阵的定义是解题的核心:
- 各行首非零元素(主元)的列位置严格右移;
- 主元下方元素必须为零;
- 允许全零行,但需位于矩阵底部。
本题需根据矩阵结构分析参数条件:
- 第一行主元在第1列,故$a \neq 0$;
- 第二行主元在第2列,故第三行第2列$b=0$;
- 第三行主元可位于第4列($c$任意),或全零行($c=0$),均符合要求。
分析矩阵结构
- 第一行:首非零元素为$a$,若$a=0$,首非零元素将变为第3列的2,导致第二行主元(第2列)位置左于第一行,违反阶梯形规则。因此$a \neq 0$。
- 第二行:首非零元素为1(第2列),要求下方第2列元素$b=0$,否则第三行第2列非零会破坏阶梯形。
- 第三行:若$b=0$,则第三行变为$[0,0,0,c]$。此时:
- 若$c \neq 0$,主元在第4列,符合阶梯形;
- 若$c=0$,第三行为全零行,允许位于底部。
综上,$a \neq 0$,$b=0$,$c$任意。