题目
已知向量组α 1 =(1,2,-1,1),α 2 =(2,0,t,0),α 3 =(0,-4,5,-2)的秩为2,则t=____.
已知向量组α 1 =(1,2,-1,1),α 2 =(2,0,t,0),α 3 =(0,-4,5,-2)的秩为2,则t=____.
题目解答
答案
答: 3
解析
步骤 1:构造矩阵
构造矩阵A,其列向量为向量组α 1,α 2,α 3,即
\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 2 & 0 & -4 \\ -1 & t & 5 \\ 1 & 0 & -2 \end{pmatrix} \]
步骤 2:进行初等行变换
对矩阵A进行初等行变换,化简为阶梯形矩阵,以确定秩。
\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 2 & 0 & -4 \\ -1 & t & 5 \\ 1 & 0 & -2 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & -4 & -4 \\ 0 & t+2 & 5 \\ 0 & -2 & -2 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & t+2 & 5 \\ 0 & 1 & 1 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 3-t \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \]
步骤 3:确定秩
根据题意,矩阵A的秩为2,因此矩阵A的阶梯形矩阵中非零行的个数为2。观察阶梯形矩阵,可知当且仅当3-t=0时,矩阵A的秩为2,即t=3。
构造矩阵A,其列向量为向量组α 1,α 2,α 3,即
\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 2 & 0 & -4 \\ -1 & t & 5 \\ 1 & 0 & -2 \end{pmatrix} \]
步骤 2:进行初等行变换
对矩阵A进行初等行变换,化简为阶梯形矩阵,以确定秩。
\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 2 & 0 & -4 \\ -1 & t & 5 \\ 1 & 0 & -2 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & -4 & -4 \\ 0 & t+2 & 5 \\ 0 & -2 & -2 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & t+2 & 5 \\ 0 & 1 & 1 \end{pmatrix} \]
\[ \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \\ 0 & 0 & 3-t \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \]
步骤 3:确定秩
根据题意,矩阵A的秩为2,因此矩阵A的阶梯形矩阵中非零行的个数为2。观察阶梯形矩阵,可知当且仅当3-t=0时,矩阵A的秩为2,即t=3。