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简答题

关于向量α₁,α₂,α₃,α₄和向量β,给定参数a和b的值,请判断β能否唯一地表示为α₁,α₂,α₃,α₄的线性组合。

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答案:

解析:

本题主要考察向量组的线性表示及线性相关性。根据题意可得以下分析:

(1) 若β不能表示为α~1~,α~2~,α~3~,α~4~的线性组合,则β与α向量组线性相关,即存在不全为零的实数k₁、k₂、k₃、k₄使得k₁α₁ + k₂α₂ + k₃α₃ + k₄α₄ = β成立且a和b的值不全为零,根据矩阵秩的性质和行列式的关系可以知道,此时应有a + b ≠ 0。所以ab ≠ 0时,β不能表示为α~1~,α~2~,α~3~,α~4~的线性组合。这是因为当ab非零时,表示β的方程有多个解,即存在多个不同的系数组合可以使等式成立。这就意味着向量组是不线性相关的。此时,增加向量组的数量也无法得到β的唯一表示。

(2) 若要使得β能唯一表示为α向量组的线性组合,则必须满足向量组线性无关的条件。当a + b = 0时,即a = -b时,矩阵的行列式为零(根据矩阵行列式的性质),此时向量组线性相关。这意味着存在一组唯一的系数使得β可以唯一表示为α向量组的线性组合。这是因为当a和b的和为零时,表示β的方程只有唯一解(假设系数k不为零),从而保证了向量组的线性相关性。

创作类型:
原创

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