解答题 18.已知α1,α2,…,αs线性无关,β可由α1,α2,…,αs线性表出,且表出式的系数全不为零,证明:α1,α2,…,αs,β中任意s个向量线性无关.
【正确答案】用反证法.设α1,α2,…,αs,β中存在s个向量α1,α2,…,αi-1,αi+1,…,αs,β线性相关,则存在不全为零的常数k1,k2,…,ki-1,ki+1,…,ks,k使得
k1α1+…+ki-1αi-1+ki+1αi+1+…+ksαs+kβ=0. ①
另一方面,由题设
β=ι1α12α2+…+ιiαi+…+ιsαs
其中ιi≠0,i=1,2,…,s.代入①式,得
(k1+kι11+(k2+kι22+…+(ki-1+kιi-1i-1+kιiαi+(ki+1+kιi+1i+1+…+(ks+kιss=0,
因已知α1,α2,…,αs线性无关,从而有kιi=0,ιi≠0,故k=0,从而由①式得k1,k2,…,ki-1,ki+1,…,ks均为0,矛盾.
故α1,α2,…,αs,β中任意s个向量线性无关.
【答案解析】