问题 问答题

已知A是n阶非零矩阵,且A中各行元素对应成比例,又α1,α2,…,αt是Ax=0的基础解系,β不是Ax=0的解.证明任一n维向量均可由α1,α2,…,αt,β线性表出.

答案

参考答案:证明 因为矩阵A中各行元素对应成比例,故r(A)=1,因此t=n-1.
若 k1α1+k2α2+…+kn-1αn-1+lβ=0, ①
用A左乘,并把Aαi=0(i=1,2,…,n-1)代入,得
lAβ=0.
由于 Aβ≠0,故l=0.于是①式为
k1α1+k2α2+…+kn-1αn-1=0. ②
因为α1,α2,…,αn-1是基础解系,知α1,α2,…,αn-1线性无关.
从而由②知k1=0,k2=0,…,kn-1=0.
因此α1,α2,…,αn-1,β线性无关.
对任一n维向量γ,由于任意n+1个n维向量α1,α2,…,αn-1,β,γ必线性相关,那么γ必可由α1,…,αn-1,β线性表出.

解析:评注 由于β不是Ax=0的解即β不能由α1,α2,…,αn-1线性表出,即方程组x1α1+…+xn-1αn-1=β无解,故
r(α1,…,αn-1,β)=r(α1,…,αn-1)+1=n,
即α1,α2,αn-1,β线性无关.

单项选择题
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