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在数学的线性代数领域中,向量组的线性相关性是一个重要的概念。它描述了多个向量是否可以通过线性组合表示为一个向量的倍数。本文将探讨在特定条件下,即当参数a取什么值时,一组给定向量组会变得线性相关。 总结来说,一个向量组线性相关的充分必要条件是其秩小于向量个数。对于特定的向量组,我们可以通过构造一个行列式或利用矩阵的秩来判断其线性相关性。 给定以下向量组:(V = {v_1, v_2, ..., v_n}),其中每个向量可以表示为:(v_i = (a_i, b_i, c_i))。假设存在一组参数a的值,使得向量组V线性相关。这意味着存在不全为零的系数(x_1, x_2, ..., x_n),使得:(x_1v_1 + x_2v_2 + ... + x_nv_n = 0)。 详细地,考虑一个具体的例子:向量组由三个向量组成,(V = {(1, 2, 3), (a, 0, 1), (2a, 1, 0)})。为了确定这组向量何时线性相关,我们需要解以下方程组:(x_1(1, 2, 3) + x_2(a, 0, 1) + x_3(2a, 1, 0) = 0)。这导致三个线性方程:
- (x_1 + ax_2 + 2ax_3 = 0)
- (2x_1 + x_3 = 0)
- (3x_1 + x_2 = 0) 通过解这个方程组,我们可以得到向量组线性相关的条件。从第二个方程,我们可以得到(x_3 = -rac{1}{2}x_1)。将这个结果代入第一和第三个方程,可以得到关于a的等式:(a(1 + 2x_2) = x_1)和(3x_1 - rac{1}{2}ax_1 = 0)。当(a = -6)时,无论x_1和x_2取什么值,第三个方程总是成立,这意味着向量组在这种情况下线性相关。 综上所述,当参数a取-6时,给定的向量组(V = {(1, 2, 3), (a, 0, 1), (2a, 1, 0)})线性相关。这个结果强调了在线性代数中通过参数值来分析向量组线性关系的重要性。