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判断下列向量组的线性关系,已知向量组线性相关,则其部分组必线性相关

时间:2023-05-06 21:22:18 阅读:223654 作者:827

由一道题目看抽象向量组的线性相关问题

@(数学)

方法:观察法 || 定理 ||过渡矩阵

已知向量组 α1,α2,α3 线性无关,则下面的向量组线性相关性是?
α1+3α2,α2+α3,α1−2α2+5α3,α1+α2+α3

分析:这个用的是:以少表多,多必相关。且这个原理中都不要求少的那个是线性无关。

α1+α2,α2+3α2,α1+2α2+3α3

这个是可观察型,也就是能被一眼看出来的。即: (α1+α2)+(α2+3α2)−(α1+2α2+3α3)=0 ,表示的是存在非零的系数,因此也是线性相关。

α1−α2+α3,α1+2α2+4α3,α1+3α2+9α3

这个是不易观察型的,那么就计算一下:用过渡矩阵的思路。
令:

β1=α1−α2+α3,β2=α1+2α2+4α3,β3=α1+3α2+9α3,可以得出:[β1,β2,β3]=[α1,α2,α3]⋅⎡⎣⎢⎢1−11124139⎤⎦⎥⎥
检查过渡矩阵是否可逆,如果可逆,那么线性无关,反之便是线性相关。

∣∣∣∣∣1−11124139∣∣∣∣∣≠0,所以线性无关。

常见的说法是:4个三维向量,则他们必线性相关,其中三个线性无关,则第四个必然可以由这三个线性表出。

上面是一种给定用 (α1,α2,α3) 表示出来的 (β1,β2,β3) ,这样直接可以抽出三列组成过渡矩阵。如果是已知两个向量组的坐标,如何抽出彼此的过渡矩阵呢?
现在看一道题目的运用。

α1=(1,0,1)T,α2=(0,1,1)T,α3=(1,3,5)T;β1=(1,1,1)T,β2=(1,2,3)T,β3=(3,4,5)T ,如何用 (α1,α2,α3) 表示 (β1,β2,β3) 。

这里列出一般用的方法:增广矩阵法。

令:

A=(α1,α2,α3|β1,β2,β3)进行初等行变换=⎡⎣⎢⎢101011135|||111123345⎤⎦⎥⎥⟹⎡⎣⎢⎢100010001|||24−1120510−2⎤⎦⎥⎥

从而得出:

β1=2α1+4α2−α3,β2=α1+2α2+0α3,β3=5α1+10α2−2α3

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