问题
问答题
已知α1,α2,α3是非齐次线性方程组3个不同的解,证明:
(Ⅰ)α1,α2,α3中任何两个解向量均线性无关;
(Ⅱ)如果α1,α2,α3线性相关,则α1-α2,α1-α3线性相关.
答案
参考答案:(反证法)如果α1,α2线性相关,不妨设α2=kα1,那么
Aα2=A(kα1)=kAα1=kb.
又Aα2=b,于是k=1,与α1,α2不同相矛盾.
(Ⅱ)如果α1,α2,α3线性相关,则有不全为0的k1,k2,k3使k1α1+k2α2+k3α3=0,那么
(k1+k2+k3)α1=k2(α1-α2)+k3(α1-α3).
由于α1是非齐次方程组Ax=b的解,而α1-α2,α1-α3是齐次方程组Ax=0的解,α1不能由-α2,α1-α3线性表出,故必有 k1+k2+k3=0,那么
k2(α1-α2)+k3(α1-α3)=0.
此时k2,k3不全为0(否刚亦有k1=0.与k1,k2,k3不全为0相矛盾),故α1-α2,α1-α3线性相关.
解析:评注 要学会用定义法证明线性相关线性无关,假设k1α1+k2α2…+…+ksαs=0后,要根据已知条件的信息对其恒等变形(同乘或重组),进而论证必有k1=0,k2=0,…,ks=0.
另外,用秩,甩反证法,用齐次方程组只有零解等思路方法亦应知道.