题目
若在含s个(s≥3)向量的向量组中,任取两个向量都线性无关,则该向量组必线性相关.()A. 正确B. 错误
若在含s个(s≥3)向量的向量组中,任取两个向量都线性无关,则该向量组必线性相关.()
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查向量组线性相关与线性无关的概念及判断。解题的关键在于理解向量组线性相关和线性无关的定义,并通过反例来判断该命题的真假。
向量组线性相关的定义为:存在不全为零的数$k_1,k_2,\cdots,k_s$,使得$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2+\cdots + k_s\alpha_s = 0$成立,则称向量组$\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_s$线性相关;若仅当$k_1 = k_2=\cdots = k_s = 0$时,$k_1\alpha_1 + k_2\alpha_2+\cdots + k_s\alpha_s = 0$才成立,则称向量组$\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_s$线性无关。
下面我们通过一个反例来证明该命题错误。考虑三维空间中的单位向量组$\vec{e}_1=(1,0,0)$,$\vec{e}_2=(0,1,0)$,$\vec{e}_3=(0,0,1)$。
- 对于任意两个向量,例如$\vec{e}_1$和$\vec{e}_2$,假设存在实数$k_1$和$k_2$,使得$k_1\vec{e}_1 + k_2\vec{e}_2=\vec{0}$,即$k_1(1,0,0)+k_2(0,1,0)=(k_1,k_2,0)=(0,0,0)$。根据向量相等的定义,可得$k_1 = 0$且$k_2 = 0$,所以$\vec{e}_1$和$\vec{e}_2$线性无关。同理,任意两个单位向量都线性无关。
- 再看这三个向量组成的向量组,假设存在实数$k_1$,$k_2$和$k_3$,使得$k_1\vec{e}_1 + k_2\vec{e}_2 + k_3\vec{e}_3=\vec{0}$,即$k_1(1,0,0)+k_2(0,1,0)+k_3(0,0,1)=(k_1,k_2,k_3)=(0,0,0)$。根据向量相等的定义,可得$k_1 = 0$,$k_2 = 0$且$k_3 = 0$,所以向量组$\vec{e}_1,\vec{e}_2,\vec{e}_3$线性无关。
这就说明存在含$s$个($s\geq3$)向量的向量组,任取两个向量都线性无关,但该向量组本身线性无关,所以原命题“若在含$s$个($s\geq3$)向量的向量组中,任取两个向量都线性无关,则该向量组必线性相关”是错误的。