问答题 设向量组α1=(1,0,a)T,α2=(0,1,1)T,α3=(b,3,5)T不能由向量组β1(1,1,1)T,β2=(1,2,3)T,β3=(3,4,b)T线性表示,但β1,β2,β3可由向量组α1,a12,α123线性表示,求常数a,b.
【正确答案】由于α1,α2,α3不能由β1,β2,β3线性表示,所以矩阵方程
1,β2,β3)X=(α1,α2,α3)
无解,从而
[*]
由于[*]
[*]
所以,b=5时,[*],即此时α1,α2,α3
不能由β1,β2,β3线性表示.
由于β1,β2,β3可由α1,α12,α123线性表示,所以矩阵方程
1,α1z,α123)Y=(β1,β2,β3)有解,从而
[*]
将b=5代入得
[*]
所以,[*]时,[*](=3),即此时β1,β2,β3可由α1,α12,α123线性表示.
【答案解析】题解中有两点值得注意:
(Ⅰ)矩阵方程AX=B有解的充分必要条件是
[*]
而无解的充分必要条件是
[*]
(Ⅱ)没有两个n维向量组(A):α1,α2,…,αr,(B):β1,β2,…,βs,则向量组(A)可由向量组(B)线性表示,且表示式唯一的充分必要条件是矩阵方程
1,β2,…,βs)X=(α1,α2,…,αr) (1)
有唯一解;向量组(A)可由向量组(B)线性表示,但表示式不唯一的充分必要条件是矩阵方程(1)有无穷多解;向量组(A)不可由向量组(B)线性表示的充分必要条件是矩阵方程(1)无解.