问题 问答题

已知n维列向量α1,α2,…,αn-1线性无关,且与非零向量β1,β2都正交.
试证:(1)β1,β2线性相关.
(2)α1,α2,…,αn-1,β1线性无关.

答案

参考答案:(1)用α1,α2,…,αn-1构造(n-1)×n矩阵:A=[*]因为β1与αi(i=1,2,…,n-1)都正交,即[*],i=1,2,…(n-1),即β1是齐次线性方程组AX=0的非零解.同理β2也是AX=0的非零解.
由于r(A)=r(α1,α2,…,αn-1)=n-1,齐次方程组AX=0的基础解系仅由n-r(A)=1个解向量组成,从而β1β2线性相关.
(2)设k1,k2,…,kn-1,l是一组数,使
k1α1+k2α2+…+kn-1αn-1+lβ1=0 (*)
用β1作内积有
k11,α1)+k21,α2)+…+kn-11,αn-1)+l(β1,β1)=0
因为(β1,αi)=0(i=1,2,…,n-1),而||β1||2=(β1,β1)≠0,得l=0,将l=0代入(*)式,有k1α1+k2α2+…+kn-1α=0.由α1,α2,…,αn-1线性无关,知k1=k2=……-=kn-1=0,所以(*)式中组合系数全为0,即α1,α2,…,αn-1,β1线性无关.

解析:[考点] 与正交相关联,讨论向量组的线性相关性

判断题
单项选择题