问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:设 $n$ 维向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m(m<n)$ 线性无关, 则 $n$ 维列向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关的充分必要条件为( )
A. 向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 可由向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 线性表示.
B. 向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 与向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2, \cdots, {\beta}_m$ 等价
C. 矩阵 $A=({\alpha}_1,\cdots,{\alpha}_m)$ 与矩阵 $B=({\beta}_1,\cdots,{\beta}_m)$ 等价
D. 向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 可由向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性表示.
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

B
C
deepseekr1

C. 矩阵 $A=({\alpha}_1,\cdots,{\alpha}_m)$ 与矩阵 $B=({\beta}_1,\cdots,{\beta}_m)$ 等价

**解析**:
1. **选项C分析**:
矩阵等价的定义是二者具有相同的秩。已知 $\alpha_1, \alpha_2, \dots, \alpha_m$ 线性无关,因此矩阵 $A$ 的秩为 $m$。若矩阵 $B$ 与 $A$ 等价,则 $B$ 的秩也必须为 $m$,即 $\beta_1, \beta_2, \dots, \beta_m$ 线性无关。反之,若 $\beta_1, \beta_2, \dots, \beta_m$ 线性无关,则 $B$ 的秩为 $m$,与 $A$ 等价。因此,**选项C是充要条件**。

2. **其他选项分析**:
- **选项A**:$\beta$ 组可由 $\alpha$ 组线性表示,仅是 $\beta$ 组秩不超过 $m$ 的条件,无法保证其线性无关。
- **选项B**:向量组等价要求互相线性表示,但即使 $\beta$ 组线性无关,两者未必能互相表示(可能张成不同子空间),故非充要条件。
- **选项D**:$\alpha$ 组可由 $\beta$ 组表示时,$\beta$ 组必线性无关,但 $\beta$ 组线性无关时,$\alpha$ 组未必能被其表示,故仅为充分条件。

综上,正确答案为 **C**。
C
gpto1 D C
GPT-4o B. 向量组 ${\alpha}_1,${\alpha}_2,\cdots,${\alpha}_m$ 与向量组 ${\beta}_1,${\beta}_2, \cdots, ${\beta}_m$ 等价 C
llama3.1-70B-Instruct

B
C
llama3.1-405B-Instruct

B
C
DeepSeek-Coder-V2 答案是: B C
Qwen2-72B-Instruct B. 向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 与向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2, \cdots, {\beta}_m$ 等价

解析:两个向量组等价的充分必要条件是它们可以相互线性表示,且线性无关。因为题目中给定的向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 已经是线性无关的,所以如果 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 与之等价,那么 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 也必须是线性无关的。反之亦然,如果 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关,且可以表示 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$,则两向量组等价。因此,选项B是正确的。其他选项要么是必要条件而不是充分条件,要么是不完整的描述。
C
baichuan4 C C
doubao C。

逐一分析选项:
- 选项 A:向量组${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$可由向量组${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$线性表示,不能得出${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$线性无关。
- 选项 B:等价不能推出线性无关。
- 选项 C:矩阵$A=({\alpha}_1,\cdots,{\alpha}_m)$与矩阵$B=({\beta}_1,\cdots,{\beta}_m)$等价,则它们的秩相等,已知${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$线性无关,所以秩为$m$,从而可得${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$线性无关,反之亦然,充分必要。
- 选项 D:向量组${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$可由向量组${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$线性表示,不能得出${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$线性无关。
C
minimax 答案是: C. 矩阵 $A=({\alpha}_1,\cdots,{\alpha}_m)$ 与矩阵 $B=({\beta}_1,\cdots,{\beta}_m)$ 等价

解释:两个矩阵等价意味着它们具有相同的秩。由于 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 线性无关,它们构成一个秩为 $m$ 的矩阵 $A$。如果 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关,则它们也构成一个秩为 $m$ 的矩阵 $B$。由于 $m<n$,这意味着两个矩阵的秩都达到了它们可能的最大值,因此它们等价。等价的矩阵意味着它们可以通过一系列初等行变换和列变换相互转换,这保证了 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关。
C
kimi B. 向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 与向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2, \cdots, {\beta}_m$ 等价 C
wenxinyiyan B. 向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 与向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2, \cdots, {\beta}_m$ 等价。 C
zhipu C

解析:
向量组 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 线性无关,意味着矩阵 $A = ({\alpha}_1,\cdots,{\alpha}_m)$ 的列向量线性无关,从而其秩 $r(A) = m$。

对于选项 C,矩阵 $A$ 与矩阵 $B = ({\beta}_1,\cdots,{\beta}_m)$ 等价,意味着存在可逆矩阵 $P$ 和 $Q$,使得 $PAQ = B$。矩阵等价的性质保证了 $r(A) = r(B)$,即 $r(B) = m$,这表明矩阵 $B$ 的列向量,即向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 也是线性无关的。因此,C 选项是向量组 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关的充分必要条件。

其他选项的分析:
- A 选项:如果 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 可由 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 线性表示,这仅能说明 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 的生成空间是 ${\alpha}_1,{\alpha}_2,\cdots,{\alpha}_m$ 生成的空间的子集,但不能保证 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 线性无关。
- B 选项:向量组等价意味着两个向量组可以相互线性表示,并且生成相同的向量空间,但此条件过于强,不是必要条件。
- D 选项:此选项与 A 选项类似,只是反向表述,同样不能保证 ${\beta}_1,{\beta}_2,\cdots,{\beta}_m$ 的线性无关性。

因此,正确答案是 C。
C
gpto1 D C
deepseekv3 B C