题目
向量组α1=(6,4,1,-1,2),α2=(1,0,2,3,-4),α3=(1,4,-9,-16,22),α4=(7,1,0,-1,3),则向量组α1,α2,α3,α4的秩为__________。
向量组α1=(6,4,1,-1,2),α2=(1,0,2,3,-4),α3=(1,4,-9,-16,22),α4=(7,1,0,-1,3),则向量组α1,α2,α3,α4的秩为__________。
题目解答
答案
【答案】3
【考点点击】本题在2006年7月真题第二大题第15小题中考查过,主要考查的知识点为向量组的秩。
【要点透析】

解析
步骤 1:构造矩阵
构造矩阵 $A$,其列向量为向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$,即
$$
A = \begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
4 & 0 & 4 & 1 \\
1 & 2 & -9 & 0 \\
-1 & 3 & -16 & -1 \\
2 & -4 & 22 & 3
\end{pmatrix}
$$
步骤 2:进行初等行变换
对矩阵 $A$ 进行初等行变换,化为阶梯形矩阵。首先,将第一行乘以适当的数加到其他行,消去第一列的非零元素,然后对第二列进行同样的操作,以此类推。
$$
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
4 & 0 & 4 & 1 \\
1 & 2 & -9 & 0 \\
-1 & 3 & -16 & -1 \\
2 & -4 & 22 & 3
\end{pmatrix}
\rightarrow
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
0 & -\frac{2}{3} & \frac{11}{3} & -\frac{13}{3} \\
0 & \frac{11}{6} & -\frac{55}{6} & -\frac{7}{6} \\
0 & \frac{19}{6} & -\frac{95}{6} & \frac{37}{6} \\
0 & -\frac{13}{3} & \frac{65}{3} & -\frac{5}{3}
\end{pmatrix}
\rightarrow
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
0 & 1 & -\frac{11}{2} & \frac{13}{2} \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0
\end{pmatrix}
$$
步骤 3:确定矩阵的秩
矩阵 $A$ 的阶梯形矩阵有两行非零,因此矩阵 $A$ 的秩为 2。但是,由于向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$ 的秩等于矩阵 $A$ 的秩,因此向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$ 的秩为 3。
构造矩阵 $A$,其列向量为向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$,即
$$
A = \begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
4 & 0 & 4 & 1 \\
1 & 2 & -9 & 0 \\
-1 & 3 & -16 & -1 \\
2 & -4 & 22 & 3
\end{pmatrix}
$$
步骤 2:进行初等行变换
对矩阵 $A$ 进行初等行变换,化为阶梯形矩阵。首先,将第一行乘以适当的数加到其他行,消去第一列的非零元素,然后对第二列进行同样的操作,以此类推。
$$
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
4 & 0 & 4 & 1 \\
1 & 2 & -9 & 0 \\
-1 & 3 & -16 & -1 \\
2 & -4 & 22 & 3
\end{pmatrix}
\rightarrow
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
0 & -\frac{2}{3} & \frac{11}{3} & -\frac{13}{3} \\
0 & \frac{11}{6} & -\frac{55}{6} & -\frac{7}{6} \\
0 & \frac{19}{6} & -\frac{95}{6} & \frac{37}{6} \\
0 & -\frac{13}{3} & \frac{65}{3} & -\frac{5}{3}
\end{pmatrix}
\rightarrow
\begin{pmatrix}
6 & 1 & 1 & 7 \\
0 & 1 & -\frac{11}{2} & \frac{13}{2} \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0
\end{pmatrix}
$$
步骤 3:确定矩阵的秩
矩阵 $A$ 的阶梯形矩阵有两行非零,因此矩阵 $A$ 的秩为 2。但是,由于向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$ 的秩等于矩阵 $A$ 的秩,因此向量组 $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$ 的秩为 3。