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简答题

设向量集合A由向量α1,α2,α3组成,其中α1=(1,0,1)^T,α2=(1,1,2)^T,α3=(a, 2, b)^T。集合B由向量β1和β2组成,其中β12=(1,0,6)^T。 (Ⅰ)求当a、b取何值时,β1不能由α1、α2、α3线性表示; (Ⅱ)求当a、b满足何条件时,β1、β2能同时由α1、α2、α3线性表示,并给出线性组合表达式。

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答案:

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解析:

(Ⅰ) 首先考虑β₁,由于初等行变换后的矩阵第三行始终为(a, a+b, b),无论a取何值,都无法通过α₁,α₂,α₃的线性组合得到β₁。因此,β₁无法由α₁,α₂,α₃线性表示。对于β₂,当b不为零时,可以通过初等行变换使得第三行为(0, 0, 1),此时可以通过α₁,α₂,α₃的线性组合得到β₂。因此,当a为任意值且b不为零时,β₁和β₂不能同时由α₁,α₂,α₃线性表示。

(Ⅱ) 要使β₁和β₂可以同时由α₁,α₂,α₃线性表示,需要矩阵方程A·X=B有解。解这个方程可以得到X=(a,-a-b,b),即可以得到β₁和β₂的线性组合表达式。具体来说,β₁可以通过α₁和α₃的线性组合得到,而β₂可以通过α₁、α₂和α₃的线性组合得到。因此,当矩阵方程有解(即b不为零)时,可以给出相应的线性组合表达式。

创作类型:
原创

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