设α1,α2,…,αn-1是Rn中线性无关的向量组,β1,β2与α1,α2,…,αn-1正交,则( )

admin2019-01-14  21

问题 设α1,α2,…,αn-1是Rn中线性无关的向量组,β1,β2与α1,α2,…,αn-1正交,则(    )

选项 A、α1,α2,…,αn-1,β1必线性相关。
B、α1,α2,…,αn-1,β1,β2必线性无关。
C、β1,β2必线性相关。
D、β1,β2必线性无关。

答案C

解析 由n+1个n维向量必线性相关可知B选项错;
    若αi(i=1,2,…,n-1)是第i个分量为1,其余分量全为0的向量,β1是第n个分量为1,其余分量全为0的向量,β2是第n个分量为2,其余分量全为0的向量,则α1,α2,…,αn-1,β1线性无关,β2=2β1,所以选项A和D错误;故选C。
  下证C选项正确:
  因α1,α2,…,αn-1,β1,β2必线性相关,所以存在n+1个不全为零的常数k1,k2,…,kn-1,l1,l2
使
    k1α1+k2α2+…+kn-1αn-1+l1β1+l2β2=0,
又因为α1,α2,…,αn-1线性无关,所以l1,l2一定不全为零,否则α1,α2,…,αn-1线性相关,产生矛盾。
    在上式两端分别与β1,β2作内积,有
    (l1β1+l2β2,β1)=0,    ①
    (l1β1+l2β2,β2)=0,    ②
联立两式,l1×①+l2×②可得
    (l1β1+l2β2,l1β1+l2β2)=0,
从而可得    l1β1+l2β2=0,
故β1,β2必线性相关。
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