题目
已知矩阵=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n)),下列说法一定正确的是( )A 若线性方程组=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))有解,则=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))可由=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))线性表示B 若线性方程组=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))无解,则=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))可由=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))线性表示C 若线性方程组=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))有解,则=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))D 若线性方程组=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))无解,则=((alpha )_(1),(alpha )_(2),... ,(alpha )_(n))
已知矩阵
,下列说法一定正确的是( )
A 若线性方程组
有解,则
可由
线性表示
B 若线性方程组
无解,则
可由
线性表示
C 若线性方程组
有解,则
D 若线性方程组
无解,则
题目解答
答案
选项A,若线性方程组
有解,由线性方程组的有解条件,可得
可由
线性表示,A正确;
选项B,若线性方程组
无解,由线性方程组的有解条件,可得
不可由
线性表示,B错误;
选项C,若线性方程组
有解,由线性方程组的有解条件,
,C错误;
选项D,,若线性方程组
无解,由线性方程组的有解条件,
,D错误;
综上,选择A选项。
解析
考查要点:本题主要考查线性方程组解的判定定理,涉及解的存在性与列向量组线性表示的关系,以及秩的条件。
解题核心思路:
- 线性方程组有解的充要条件:非齐次方程组$Ax=b$有解当且仅当$b$可由$A$的列向量线性表示,且此时增广矩阵$[A|b]$的秩等于$A$的秩。
- 无解的条件:若方程组无解,则$b$不能由$A$的列向量线性表示,且此时$R(A,b) > R(A)$。
破题关键点:
- 明确选项中“有解”与“无解”对应的秩关系及线性表示的条件。
- 注意选项C和D中秩的比较方向是否符合定理。
选项A
条件:$Ax=b$有解。
结论:$b$可由$\alpha_1, \alpha_2, \cdots, \alpha_n$线性表示。
分析:根据线性方程组有解的充要条件,非齐次方程组有解当且仅当$b$属于$A$的列空间,即$b$可由$A$的列向量线性表示。因此选项A正确。
选项B
条件:$Ax=b$无解。
结论:$b$可由$\alpha_1, \alpha_2, \cdots, \alpha_n$线性表示。
分析:若方程组无解,说明$b$不在$A$的列空间中,因此$b$无法被列向量线性表示。选项B错误。
选项C
条件:$Ax=b$有解。
结论:$R(A,b) \neq R(A)$。
分析:根据有解的秩条件,当方程组有解时,$R(A,b) = R(A)$。选项C的结论与定理矛盾,因此错误。
选项D
条件:$Ax=b$无解。
结论:$R(A,b) = R(A)$。
分析:若方程组无解,说明增广矩阵的秩大于原矩阵的秩,即$R(A,b) = R(A) + 1$。选项D错误。