题目
【单选题】本题共20小题,每小题4分,共80分,在每小题给出的几个选项中,只有一项是符合题目要求的。8/20 设向量组 (1,1,1)^T,(a,1,0)^T,(1,b,0)^T 线性相关,则数a,b可取值为A、bigcirc a=0,b=0B、bigcirc a=0,b=1C、bigcirc a=1,b=0D、bigcirc a=1,b=1
【单选题】本题共20小题,每小题4分,共80分,在每小题给出的几个选项中,只有一项是符合题目要求的。
8/20 设向量组 $(1,1,1)^{T},(a,1,0)^{T},(1,b,0)^{T}$ 线性相关,则数a,b可取值为
A、$\bigcirc$ a=0,b=0
B、$\bigcirc$ a=0,b=1
C、$\bigcirc$ a=1,b=0
D、$\bigcirc$ a=1,b=1
题目解答
答案
将向量组构成的矩阵按第一行展开,计算行列式:
\[
\det(A) = \begin{vmatrix}
1 & a & 1 \\
1 & 1 & b \\
1 & 0 & 0
\end{vmatrix} = ab - 1
\]
向量组线性相关等价于 $\det(A) = 0$,即 $ab = 1$。
选项中满足条件的为 $a = 1, b = 1$。
答案:$\boxed{D}$。
解析
考查要点:本题主要考查向量组线性相关的判定条件,以及行列式的计算。
解题核心思路:
向量组线性相关的充要条件是它们构成的矩阵的行列式为零。因此,需将向量组排列成矩阵,计算行列式并令其等于零,解方程得到$a$和$b$的关系。
破题关键点:
- 正确构造矩阵:将三个向量作为列向量组成3×3矩阵。
- 计算行列式:通过展开行列式得到方程$ab - 1 = 0$。
- 代入选项验证:找出满足$ab = 1$的选项。
将向量组$(1,1,1)^T$、$(a,1,0)^T$、$(1,b,0)^T$作为列向量组成矩阵:
$A = \begin{pmatrix}1 & a & 1 \\1 & 1 & b \\1 & 0 & 0\end{pmatrix}$
计算行列式:
按第一行展开:
$\det(A) = 1 \cdot \begin{vmatrix}1 & b \\ 0 & 0\end{vmatrix} - a \cdot \begin{vmatrix}1 & b \\ 1 & 0\end{vmatrix} + 1 \cdot \begin{vmatrix}1 & 1 \\ 1 & 0\end{vmatrix}$
逐项计算:
- 第一项:$\begin{vmatrix}1 & b \\ 0 & 0\end{vmatrix} = 1 \cdot 0 - b \cdot 0 = 0$
- 第二项:$\begin{vmatrix}1 & b \\ 1 & 0\end{vmatrix} = 1 \cdot 0 - b \cdot 1 = -b$
- 第三项:$\begin{vmatrix}1 & 1 \\ 1 & 0\end{vmatrix} = 1 \cdot 0 - 1 \cdot 1 = -1$
代入得:
$\det(A) = 1 \cdot 0 - a \cdot (-b) + 1 \cdot (-1) = ab - 1$
线性相关条件:
向量组线性相关等价于$\det(A) = 0$,即:
$ab - 1 = 0 \quad \Rightarrow \quad ab = 1$
选项验证:
- A: $a=0, b=0$,$ab=0 \neq 1$
- B: $a=0, b=1$,$ab=0 \neq 1$
- C: $a=1, b=0$,$ab=0 \neq 1$
- D: $a=1, b=1$,$ab=1$(满足条件)