[2005年] 确定常数a,使向量组α1=[1,1,a]T,α2=[1,a,1]T,α3=[a,1,1]T可由向量组β1=[1,1,a]T,β2=[一2,a,4]T,β3=[一2,a,a]T线性表示,但向量组β1,β2,β3不能由向量组α1,α2,α3线

admin2019-05-10  36

问题 [2005年]  确定常数a,使向量组α1=[1,1,a]T,α2=[1,a,1]T,α3=[a,1,1]T可由向量组β1=[1,1,a]T,β2=[一2,a,4]T,β3=[一2,a,a]T线性表示,但向量组β1,β2,β3不能由向量组α1,α2,α3线性表示.

选项

答案由题目要求,需求满足两个条件的常数a.条件之一是方程组x1β1+x2β2+x3β3i有解,即αi可由β1,β2,β3线性表示.条件之二是方程组x1α1+x2α2+x3α3j无解,即βi不能由α1,α2,α3线性表示.由这两个条件来确定a的取值,也可从比较两向量组(或矩阵)秩的大小人手求出a. 解一 因α1,α2,α3均可由向量组β1,β2,β3线性表示,故三个方程组x1β1+x2β2+x3β3i(i=1,2,3)均有解.对增广矩阵[β1,β2,β31,α2,α3]作初等行变换,得到 [β1,β2,β31,α2,α3] [*] 可见,当a≠4且a≠一2时,秩(β1,β2,β3)=3,α1,α2,α3均可由β1,β2,β3线性表示. 向量组β1,β2,β3不能由向量组α1,α2,α3线性表示,即方程组x1α1+x2α2+x3α3j(j=1,2,3)无解.对增广矩阵[α1,α2,α31,β2,β3]进行初等行变换,得到 [α1,α2,α31,β2,β3][*] 可见,当a=1或a=一2时,β2,β3不能由α1,α2,α3线性表示.为保证α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示,由前面讨论知a≠4且a≠一2. 因此当a=1时,向量组α1,α2,α3可由向量组β1,β2,β3线性表示,且β1,β2,β3不能由α1,α2,α3线性表示.

解析
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