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简答题

给定向量α1 = (1,0,2,3)^T,α2 = (1,1,3,5)^T,α3 = (1,-1,a,1)^T 和 β = (1,b,4,7)^T。请确定当a和b为何值时,β不能由α1、α2、α3线性表示或能线性表示它们,并给出线性表示的表达式。

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答案:

解析:

首先,我们考虑β不能由α~1~,α~2~,α~3~线性表示的情况。由于线性组合的唯一性,若存在某个系数使得三个向量无法组成一个新的向量β,那么说明β无法由这三个向量线性表示。从题目给出的向量中我们可以看出,当α~3~的a等于α~2~-α~1~的第一分量时,即a = 1时,β无法由α~1~, α~2~, α~3~线性表示。此时无论b取何值,都不会改变这一情况。所以,当a = 1且b为任意实数时,β不能由α~1~, α~2~, α~3~线性表示。接着考虑β可由α线性表示的情况。假设存在一组系数k、m和n使得β可以由α线性表示,即存在关系式β = kα~1~~ + mα2 + nα3。通过对比向量的分量可以得到一个关于a、b、k、m和n的方程组。解这个方程组可以得到a和b的值。通过计算我们发现当a = 3且b = 4时,存在一组系数使得上述关系式成立。此时我们可以得到线性表示的表达式为β = α1 + α2 + α3

创作类型:
原创

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