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α,β,γ无关,α,β无关,α,β,δ相关,故δ可由α,β线性表示,即δ=k1α+k2βδ也可由α,β,γ线性表示,即δ=k1α+k2β+0⋅γ\begin{aligned} &\boxed{\alpha},\boxed{\beta},\boxed{\gamma}\text{无关,}\boxed{\alpha},\boxed{\beta}\text{无关,}\boxed{\alpha},\boxed{\beta},\boxed{\delta}\text{相关,故}\boxed{\delta}\text{可由}\boxed{\alpha},\boxed{\beta}\text{线性表示,即} \\ &\boxed{\delta} = k_1\boxed{\alpha} + k_2\boxed{\beta} \\ &\boxed{\delta}\text{也可由}\boxed{\alpha},\boxed{\beta},\boxed{\gamma}\text{线性表示,即} \\ &\boxed{\delta} = k_1\boxed{\alpha} + k_2\boxed{\beta} + 0\cdot\boxed{\gamma} \end{aligned}α,β,γ无关,α,β无关,α,β,δ相关,故δ可由α,β线性表示,即δ=k1α+k2βδ也可由α,β,γ线性表示,即δ=k1α+k2β+0⋅γ
选C
![![[Pasted image 20251116232758.png]]](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/ad73351a5f0a41bb8d5b537dfd900c79.png)
解:法1. 观察 法2. 用定义. 设β=k1α1+k2α2+⋯+kmαm,假设αm可由α1,α2,⋯ ,αm−1表示,即αm=l1α1+l2α2+⋯+lm−1αm−1β=k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1+km(l1α1+l2α2+⋯+lm−1αm−1)=(k1+kml1)α1+(k2+kml2)α2+⋯+(km−1+kmlm−1)αm−1,故β可由α1,α2,⋯ ,αm−1线性表示,与已知矛盾. 故αm不能由α1,α2,⋯ ,αm−1表示.又β=k1α1+k2α2+⋯+kmαm,若km=0,则β=k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1故β可由α1,α2,⋯ ,αm−1线性表示,与已知矛盾. 故km≠0.αm=−1km(k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1−β),即αm可由α1,α2,⋯ ,αm−1,β表示\begin{aligned} &\text{解:法1. 观察 法2. 用定义. 设}\boxed{\beta}=k_1\boxed{\alpha}_1+k_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+k_m\boxed{\alpha}_m\text{,假设}\boxed{\alpha}_m\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{表示,即}\boxed{\alpha}_m=l_1\boxed{\alpha}_1+l_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+l_{m-1}\boxed{\alpha}_{m-1} \\ &\quad\boxed{\beta}=k_1\boxed{\alpha}_1+k_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+k_{m-1}\boxed{\alpha}_{m-1}+k_m\left(l_1\boxed{\alpha}_1+l_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+l_{m-1}\boxed{\alpha}_{m-1}\right) \\ &\quad=\left(k_1+k_m l_1\right)\boxed{\alpha}_1+\left(k_2+k_m l_2\right)\boxed{\alpha}_2+\cdots+\left(k_{m-1}+k_m l_{m-1}\right)\boxed{\alpha}_{m-1}\text{,故}\boxed{\beta}\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{线性表示,} \\ &\quad\text{与已知矛盾. 故}\boxed{\alpha}_m\text{不能由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{表示.} \\ &\quad\text{又}\boxed{\beta}=k_1\boxed{\alpha}_1+k_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+k_m\boxed{\alpha}_m\text{,若}k_m=0\text{,则}\boxed{\beta}=k_1\boxed{\alpha}_1+k_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+k_{m-1}\boxed{\alpha}_{m-1} \\ &\quad\text{故}\boxed{\beta}\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{线性表示,与已知矛盾. 故}k_m\neq0. \\ &\quad\boxed{\alpha}_m=-\frac{1}{k_m}\left(k_1\boxed{\alpha}_1+k_2\boxed{\alpha}_2+\cdots+k_{m-1}\boxed{\alpha}_{m-1}-\boxed{\beta}\right)\text{,即}\boxed{\alpha}_m\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1},\boxed{\beta}\text{表示} \end{aligned}解:法1. 观察 法2. 用定义. 设β=k1α1+k2α2+⋯+kmαm,假设αm可由α1,α2,⋯,αm−1表示,即αm=l1α1+l2α2+⋯+lm−1αm−1β=k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1+km(l1α1+l2α2+⋯+lm−1αm−1)=(k1+kml1)α1+(k2+kml2)α2+⋯+(km−1+kmlm−1)αm−1,故β可由α1,α2,⋯,αm−1线性表示,与已知矛盾. 故αm不能由α1,α2,⋯,αm−1表示.又β=k1α1+k2α2+⋯+kmαm,若km=0,则β=k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1故β可由α1,α2,⋯,αm−1线性表示,与已知矛盾. 故km=0.αm=−km1(k1α1+k2α2+⋯+km−1αm−1−β),即αm可由α1,α2,⋯,αm−1,β表示
法3:用秩. β可由α1,α2,⋯ ,αm表示 ⟹ r(α1,α2,⋯ ,αm)=r(α1,α2,⋯ ,αm∣β)β不可由α1,α2,⋯ ,αm−1表示 ⟹ r(α1,α2,⋯ ,αm−1)<r(α1,α2,⋯ ,αm−1∣β)r(α1,α2,⋯ ,αm−1)<r(α1,α2,⋯ ,αm−1∣β)≤r(α1,α2,⋯ ,αm∣β)=r(α1,α2,⋯ ,αm)故αm不可由α1,α2,⋯ ,αm−1表示.r(α1,α2,⋯ ,αm−1∣β)=r(α1,α2,⋯ ,αm−1)+1r(α1,α2,⋯ ,αm−1,αm)=r(α1,α2,⋯ ,αm−1)+1 ⟹ r(α1,α2,⋯ ,αm−1∣β)=r(α1,α2,⋯ ,αm−1,β,αm)故αm可由α1,α2,⋯ ,αm−1,β线性表示.\begin{aligned} &\text{法3:用秩. } \boxed{\beta}\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_m\text{表示} \implies r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_m) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_m \mid \boxed{\beta}) \\ &\quad\boxed{\beta}\text{不可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{表示} \implies r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}) < r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1} \mid \boxed{\beta}) \\ &\quad r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}) < r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1} \mid \boxed{\beta}) \leq r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_m \mid \boxed{\beta}) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_m) \\ &\quad\text{故}\boxed{\alpha}_m\text{不可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}\text{表示.} \\ &\quad r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1} \mid \boxed{\beta}) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}) + 1 \\ &\quad r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1},\boxed{\alpha}_m) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1}) + 1 \implies r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1} \mid \boxed{\beta}) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1},\boxed{\beta},\boxed{\alpha}_m) \\ &\quad\text{故}\boxed{\alpha}_m\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\cdots,\boxed{\alpha}_{m-1},\boxed{\beta}\text{线性表示.} \end{aligned}法3:用秩. β可由α1,α2,⋯,αm表示⟹r(α1,α2,⋯,αm)=r(α1,α2,⋯,αm∣β)β不可由α1,α2,⋯,αm−1表示⟹r(α1,α2,⋯,αm−1)<r(α1,α2,⋯,αm−1∣β)r(α1,α2,⋯,αm−1)<r(α1,α2,⋯,αm−1∣β)≤r(α1,α2,⋯,αm∣β)=r(α1,α2,⋯,αm)故αm不可由α1,α2,⋯,αm−1表示.r(α1,α2,⋯,αm−1∣β)=r(α1,α2,⋯,αm−1)+1r(α1,α2,⋯,αm−1,αm)=r(α1,α2,⋯,αm−1)+1⟹r(α1,α2,⋯,αm−1∣β)=r(α1,α2,⋯,αm−1,β,αm)故αm可由α1,α2,⋯,αm−1,β线性表示.
【小结】判定、证明抽象向量线性表出的两个基本方法:定义、秩。对于定义法:① 证明β能由向量组α1,α2,…,αm线性表出,需要找到一个包含β和α1,α2,…,αm的一个等式,再证明β前系数不为0;② 证明β不能由向量组α1,α2,…,αm线性表出,通常要用反证法。通过秩判断:① β能由向量组α1,α2,…,αm线性表出 ⟺ r(α1,α2,…,αm)=r(α1,α2,…,αm,β);② β不能由向量组α1,α2,…,αm线性表出 ⟺ r(α1,α2,…,αm)<r(α1,α2,…,αm,β)。\begin{aligned} &\text{【小结】判定、证明抽象向量线性表出的两个基本方法:定义、秩。} \\ &\text{对于定义法:} \\ &①\ \text{证明}\boxed{\beta}\text{能由向量组}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m\text{线性表出,需要找到一个包含}\boxed{\beta}\text{和}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m\text{的} \\ &\quad\text{一个等式,再证明}\boxed{\beta}\text{前系数不为}0; \\ &②\ \text{证明}\boxed{\beta}\text{不能由向量组}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m\text{线性表出,通常要用反证法。} \\ &\text{通过秩判断:} \\ &①\ \boxed{\beta}\text{能由向量组}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m\text{线性表出} \iff r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m,\boxed{\beta}); \\ &②\ \boxed{\beta}\text{不能由向量组}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m\text{线性表出} \iff r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m) < r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\dots,\boxed{\alpha}_m,\boxed{\beta})。 \end{aligned}【小结】判定、证明抽象向量线性表出的两个基本方法:定义、秩。对于定义法:① 证明β能由向量组α1,α2,…,αm线性表出,需要找到一个包含β和α1,α2,…,αm的一个等式,再证明β前系数不为0;② 证明β不能由向量组α1,α2,…,αm线性表出,通常要用反证法。通过秩判断:① β能由向量组α1,α2,…,αm线性表出⟺r(α1,α2,…,αm)=r(α1,α2,…,αm,β);② β不能由向量组α1,α2,…,αm线性表出⟺r(α1,α2,…,αm)<r(α1,α2,…,αm,β)。
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知识梳理
① r(α1,α2,α3)=r(α1,α2,α3∣β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3线性表示.② r(β1,β2,β3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3), α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示.③ r(α1,α2,α3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3线性表示.④ r(β1,β2,β3)=r(α1,α2,α3∣β1,β2,β3), α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示.小结:增加一个新的组,秩不变,新的组可由旧的组表示.但习惯上把增加的组写在右边.\begin{aligned} &①\ r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3 \mid \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3),\ \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{线性表示}. \\ &②\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3) = r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3 \mid \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3),\ \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{可由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{线性表示}. \\ &③\ r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3) = r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3 \mid \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3),\ \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{线性表示}. \\ &④\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3) = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3 \mid \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3),\ \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{可由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{线性表示}. \\ &\text{小结:增加一个新的组,秩不变,新的组可由旧的组表示.} \\ &\quad\text{但习惯上把增加的组写在右边.} \end{aligned}① r(α1,α2,α3)=r(α1,α2,α3∣β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3线性表示.② r(β1,β2,β3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3), α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示.③ r(α1,α2,α3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3线性表示.④ r(β1,β2,β3)=r(α1,α2,α3∣β1,β2,β3), α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示.小结:增加一个新的组,秩不变,新的组可由旧的组表示.但习惯上把增加的组写在右边.
法1
36. 解:α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示 ⟹ r(β1,β2,β3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3)A‾=(1−2−2∣11α1αα∣1α1α4α∣α11)→(1−2−2∣11α0α+2α+2∣0α−11−α04+2α3α∣01−α1−α2)→(1−2−2∣11α0α+2α+2∣0α−11−α00α−4∣03−3α−(a−1)2)① 当a+2=0时,a=−2A‾=(1−2−2∣11−2000∣0−3300−6∣09−9)→(1−2−2∣11−200−6∣09−9000∣0−33)r(β1,β2,β3)=2, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示,故a≠−2.\begin{aligned} &\text{36. 解:}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{可由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{线性表示} \implies r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3) = r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3 \mid \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3) \\ &\quad\overline{A} = \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & \alpha \\ 1 & \alpha & \alpha & | & 1 & \alpha & 1 \\ \alpha & 4 & \alpha & | & \alpha & 1 & 1 \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & \alpha \\ 0 & \alpha+2 & \alpha+2 & | & 0 & \alpha-1 & 1-\alpha \\ 0 & 4+2\alpha & 3\alpha & | & 0 & 1-\alpha & 1-\alpha^2 \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & \alpha \\ 0 & \alpha+2 & \alpha+2 & | & 0 & \alpha-1 & 1-\alpha \\ 0 & 0 & \alpha-4 & | & 0 & 3-3\alpha & -(a-1)^2 \end{pmatrix} \\ &\quad①\ \text{当}a+2=0\text{时,}a=-2 \\ &\quad\quad\overline{A} = \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & -2 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -6 & | & 0 & 9 & -9 \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & -2 \\ 0 & 0 & -6 & | & 0 & 9 & -9 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & -3 & 3 \end{pmatrix} \\ &\quad\quad r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3)=2,\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3,\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=3 \\ &\quad\quad\text{故}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{不能由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{表示,故}a\neq-2. \end{aligned}36. 解:α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示⟹r(β1,β2,β3)=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3)A=11α−2α4−2αα∣∣∣11α1α1α11→100−2α+24+2α−2α+23α∣∣∣1001α−11−αα1−α1−α2→100−2α+20−2α+2α−4∣∣∣1001α−13−3αα1−α−(a−1)2① 当a+2=0时,a=−2A=100−200−20−6∣∣∣1001−39−23−9→100−200−2−60∣∣∣10019−3−2−93r(β1,β2,β3)=2, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示,故a=−2.
② 当a=4时A‾=(1−2−2∣114066∣03−3000∣0−9−9), r(β1,β2,β3)=2, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示,故a≠4③ 当a≠−2且a≠4时, r(β1,β2,β3)=3, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示\begin{aligned} &②\ \text{当}a=4\text{时} \\ &\quad\overline{A} = \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & 4 \\ 0 & 6 & 6 & | & 0 & 3 & -3 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & -9 & -9 \end{pmatrix},\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3)=2,\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3,\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=3 \\ &\quad\text{故}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{不能由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{表示,故}a\neq4 \\ &③\ \text{当}a\neq-2\text{且}a\neq4\text{时},\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3)=3,\ r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3,\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=3 \\ &\quad\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{可由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{线性表示} \end{aligned}② 当a=4时A=100−260−260∣∣∣10013−94−3−9, r(β1,β2,β3)=2, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示,故a=4③ 当a=−2且a=4时, r(β1,β2,β3)=3, r(β1,β2,β3,α1,α2,α3)=3α1,α2,α3可由β1,β2,β3线性表示
B‾=(α1,α2,α3∣β1,β2,β3)=(11α∣1−2−21α1∣1ααα11∣α4α)→(11α∣1−2−20α−11−α∣0α+2α+201−α1−α2∣04+2α3α)→(11α∣1−2−20α−11−α∣0α+2α+200(α+2)(1−α)∣03α+64α+2)若α=1, B‾=(111∣1−2−2000∣033000∣096), 则β1,β2,β3不可由α1,α2,α3表示若α≠1, 则r(α1,α2,α3)=3=r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3表示综上,α=1\begin{aligned} &\overline{B} = (\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3 \mid \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3) = \begin{pmatrix} 1 & 1 & \alpha & | & 1 & -2 & -2 \\ 1 & \alpha & 1 & | & 1 & \alpha & \alpha \\ \alpha & 1 & 1 & | & \alpha & 4 & \alpha \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 1 & \alpha & | & 1 & -2 & -2 \\ 0 & \alpha-1 & 1-\alpha & | & 0 & \alpha+2 & \alpha+2 \\ 0 & 1-\alpha & 1-\alpha^2 & | & 0 & 4+2\alpha & 3\alpha \end{pmatrix} \\ &\quad\rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 1 & \alpha & | & 1 & -2 & -2 \\ 0 & \alpha-1 & 1-\alpha & | & 0 & \alpha+2 & \alpha+2 \\ 0 & 0 & (\alpha+2)(1-\alpha) & | & 0 & 3\alpha+6 & 4\alpha+2 \end{pmatrix} \\ &\quad\text{若}\alpha=1,\ \overline{B} = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 & | & 1 & -2 & -2 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & 3 & 3 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & 9 & 6 \end{pmatrix},\ \text{则}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{不可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{表示} \\ &\quad\text{若}\alpha\neq1,\ \text{则}r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=3 = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3,\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3),\ \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{表示} \\ &\quad\text{综上,}\alpha=1 \end{aligned}B=(α1,α2,α3∣β1,β2,β3)=11α1α1α11∣∣∣11α−2α4−2αα→1001α−11−αα1−α1−α2∣∣∣100−2α+24+2α−2α+23α→1001α−10α1−α(α+2)(1−α)∣∣∣100−2α+23α+6−2α+24α+2若α=1, B=100100100∣∣∣100−239−236, 则β1,β2,β3不可由α1,α2,α3表示若α=1, 则r(α1,α2,α3)=3=r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3表示综上,α=1
法2
解:∣α1,α2,α3∣=∣11α1α1α11∣=−(α−1)2(α+2),当α≠1且α≠−2时,r(α1,α2,α3)=3=r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3表示当α=−2时,(α1,α2,α3∣β1,β2,β3)=(11−2∣1−2−21−21∣1−2−2−211∣−24−2)→(11−2∣1−2−20−33∣000000∣00−6)r(α1,α2,α3)=2≠r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3不能由α1,α2,α3表示(β1,β2,β3∣α1,α2,α3)=(1−2−2∣11−21−2−2∣1−21−24−2∣−211)→(1−2−2∣11−2000∣0−3300−6∣03−3)\begin{aligned} &\text{解:}|\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3| = \begin{vmatrix} 1 & 1 & \alpha \\ 1 & \alpha & 1 \\ \alpha & 1 & 1 \end{vmatrix} = -(\alpha-1)^2(\alpha+2), \\ &\quad\text{当}\alpha\neq1\text{且}\alpha\neq-2\text{时,}r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=3 = r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3,\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3),\ \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{可由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{表示} \\ &\quad\text{当}\alpha=-2\text{时,}(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3 \mid \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3) = \begin{pmatrix} 1 & 1 & -2 & | & 1 & -2 & -2 \\ 1 & -2 & 1 & | & 1 & -2 & -2 \\ -2 & 1 & 1 & | & -2 & 4 & -2 \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & 1 & -2 & | & 1 & -2 & -2 \\ 0 & -3 & 3 & | & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & 0 & -6 \end{pmatrix} \\ &\quad\quad r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)=2 \neq r(\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3,\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3),\ \boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{不能由}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{表示} \\ &\quad(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3 \mid \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3) = \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & -2 \\ 1 & -2 & -2 & | & 1 & -2 & 1 \\ -2 & 4 & -2 & | & -2 & 1 & 1 \end{pmatrix} \rightarrow \begin{pmatrix} 1 & -2 & -2 & | & 1 & 1 & -2 \\ 0 & 0 & 0 & | & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -6 & | & 0 & 3 & -3 \end{pmatrix} \end{aligned}解:∣α1,α2,α3∣=11α1α1α11=−(α−1)2(α+2),当α=1且α=−2时,r(α1,α2,α3)=3=r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3可由α1,α2,α3表示当α=−2时,(α1,α2,α3∣β1,β2,β3)=11−21−21−211∣∣∣11−2−2−24−2−2−2→1001−30−230∣∣∣100−200−20−6r(α1,α2,α3)=2=r(α1,α2,α3,β1,β2,β3), β1,β2,β3不能由α1,α2,α3表示(β1,β2,β3∣α1,α2,α3)=11−2−2−24−2−2−2∣∣∣11−21−21−211→100−200−20−6∣∣∣1001−33−23−3
r(β1,β2,β3)=2≠r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3),故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示综上,α=1\begin{aligned} &r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3)=2 \neq r(\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3 \mid \boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3)\text{,故}\boxed{\alpha}_1,\boxed{\alpha}_2,\boxed{\alpha}_3\text{不能由}\boxed{\beta}_1,\boxed{\beta}_2,\boxed{\beta}_3\text{表示} \\ &\text{综上,}\alpha=1 \end{aligned}r(β1,β2,β3)=2=r(β1,β2,β3∣α1,α2,α3),故α1,α2,α3不能由β1,β2,β3表示综上,α=1
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