问答题 已知A是n阶非零矩阵,且A中各行元素对应成比例,又α 1 ,α 2 ,…,α t 是Ax=0的基础解系,β不是Ax=0的解.证明任一n维向量均可由α 1 ,α 2 ,…,α t ,β线性表出.
【正确答案】
【答案解析】[证明] 因为矩阵A中各行元素对应成比例,故r(A)=1,因此t=n-1.
若k 1 α 1 +k 2 α 2 +…+k n-1 α n-1 +lβ=0, ①
用A左乘上式,并把Aα i =0(i=1,2,…,n-1)代入,得
lAβ=0.
由于Aβ≠0,故l=0.于是①式为
k 1 α 1 +k 2 α 2 +…+k n-1 α n-1 =0. ②
因为α 1 ,α 2 ,…,α n-1 是基础解系,知α 1 ,α 2 ,…,α n-1 线性无关.
从而由②知k 1 =0,k 2 =0,…,k n-1 =0.
因此α 1 ,α 2 ,…,α n-1 ,β线性无关.
对任一n维向量γ,由于任意n+1个n维向量α 1 ,α 2 ,…,α n-1 ,β,γ必线性相关,那么γ必可由α 1 ,…,α n-1 ,β线性表出.