[2015年] 设向量组α1,α2,α3是三维向量空间R3的一个基,β1=2α1+2kα3,β2=2α2,β3=α1+(k+1)α3. 当k为何值时,存在非零向量ξ在基α1,α2,α3与基β1,β2,β3下的坐标相同,并求所有的ξ.

admin2019-04-08  63

问题 [2015年]  设向量组α1,α2,α3是三维向量空间R3的一个基,β1=2α1+2kα3,β2=2α2,β31+(k+1)α3
当k为何值时,存在非零向量ξ在基α1,α2,α3与基β1,β2,β3下的坐标相同,并求所有的ξ.

选项

答案设[*],则P为从基α1,α2,α3到另一个基β1,β2,β3的过渡矩阵,即 [β1,β2,β3]=[α1,α2,α3]P. 设ξ在基α1,α2,α3下的坐标为(x1,x2,x3),在基β1,β2,β3下的坐标为(y1,y2,y3).由式得到 [y1,y2,y3]=[x1,x2,x3](P-1)T. ① 由题设[y1,y2,y3]=[x1,x2,x3],则由式①得到 [x1,x2,x3]=[x1,x2,x3](P-1)T, 两边取转量得到 [*],即[*] 令X=(x1,x2,x3)T,则PX=X,即(P—E)X=0. 下面解方程组②,为要其有非零解,必有 [*],即k=0. 这时方程组②化为[*].由基础解系的简便求法即得该方程组的一个基础解系为[一1,0,1]T.因而该方程组的通解为[x1,x2,x3]T=c[-1,0,1]T,其中c为任意常数. 即x1=一c,x2=0,x3=c,从而所求的所有向量为ξ=x1α1+x2α2+x3α1=一cα1+cα3,其中c为任意常数.

解析
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