设向量组 alpha_1=(6,lambda+1,4)^T, alpha_2=(lambda,2,2)^T, alpha_3=(lambda,1,0)^T 线性相关,则( )A. lambda=2 或 lambda=-3;B. lambda=1 或 lambda=2;C. lambda=3 或 lambda=4;D. lambda=3 或 lambda=-2.
A. $\lambda=2$ 或 $\lambda=-3$;
B. $\lambda=1$ 或 $\lambda=2$;
C. $\lambda=3$ 或 $\lambda=4$;
D. $\lambda=3$ 或 $\lambda=-2$.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查向量组线性相关的判定条件,即当且仅当由向量组构成的矩阵的行列式为零。
解题思路:将向量组作为矩阵的行(或列)构成矩阵,计算该矩阵的行列式。若行列式为零,则向量组线性相关。通过解行列式方程即可得到参数$\lambda$的取值。
关键点:正确构造矩阵并准确计算行列式是解题的核心。
将向量$\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$作为行向量构成矩阵:
$A = \begin{pmatrix}6 & \lambda & \lambda \\\lambda+1 & 2 & 1 \\4 & 2 & 0\end{pmatrix}$
计算行列式:
$\begin{aligned}\det(A) &= \begin{vmatrix}6 & \lambda & \lambda \\\lambda+1 & 2 & 1 \\4 & 2 & 0\end{vmatrix} \\
&= \lambda \cdot \begin{vmatrix} \lambda+1 & 2 \\ 4 & 2 \end{vmatrix} - 1 \cdot \begin{vmatrix} 6 & \lambda \\ 4 & 2 \end{vmatrix} + 0 \cdot \begin{vmatrix} 6 & \lambda \\ \lambda+1 & 2 \end{vmatrix} \\
&= \lambda \left[ (\lambda+1) \cdot 2 - 2 \cdot 4 \right] - 1 \left[ 6 \cdot 2 - \lambda \cdot 4 \right] \\
&= \lambda (2\lambda + 2 - 8) - (12 - 4\lambda) \\
&= 2\lambda^2 - 6\lambda - 12 + 4\lambda \\
&= 2\lambda^2 - 2\lambda - 12.
\end{aligned}$
解方程:
令$\det(A) = 0$,即:
$2\lambda^2 - 2\lambda - 12 = 0 \implies \lambda^2 - \lambda - 6 = 0.$
解得:
$\lambda = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 24}}{2} = \frac{1 \pm 5}{2} \implies \lambda = 3 \text{ 或 } \lambda = -2.$