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:$n$ 维列向量 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关的充要条件是 ( )
A. 存在不全为零的数 $k_1, k_2, \cdots, k_s$, 使得 $k_1 \boldsymbol{\alpha}_1+k_2 \boldsymbol{\alpha}_2+\cdots+k_s \boldsymbol{\alpha}_s \neq \mathbf{0}$
B. $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$ 线性无关
C. 去掉任一向量 $\boldsymbol{\alpha}_i$ 后, $\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_{i-1}, \boldsymbol{\alpha}_{i+1}, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关
D. 添加向量 $\boldsymbol{\beta}$ 后, $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s, \boldsymbol{\beta}$ 线性无关
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

B
B
deepseekr1

题目中n维列向量$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$线性无关的充要条件需要逐一分析选项:

**选项A**:存在不全为零的数$k_1, k_2, \cdots, k_s$使得$k_1 \boldsymbol{\alpha}_1 + k_2 \boldsymbol{\alpha}_2 + \cdots + k_s \boldsymbol{\alpha}_s \neq \mathbf{0}$。
该条件仅说明存在非零组合不为零向量,但线性相关组也满足存在非零组合不为零,因此选项A并非充要条件,排除。

**选项B**:$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2 - \boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3 - \boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s - \boldsymbol{\alpha}_1$线性无关。
通过将原向量组进行初等变换(如$\boldsymbol{\alpha}_i - \boldsymbol{\alpha}_1$),这种变换对应的矩阵是可逆的(下三角矩阵,对角线全为1),因此不改变向量组的秩。原向量组线性无关当且仅当变换后的向量组线性无关。选项B正确。

**选项C**:去掉任一向量$\boldsymbol{\alpha}_i$后剩余向量线性无关。
反例:在二维空间中,三个向量若任意两个线性无关,但整个组线性相关。此时去掉任一向量后剩余向量仍线性无关,但原组线性相关。选项C不成立。

**选项D**:添加向量$\boldsymbol{\beta}$后$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s, \boldsymbol{\beta}$线性无关。
当$s = n$时,无法再添加向量保持线性无关,因此该条件依赖$s$与$n$的关系,并非充要条件,排除。

**答案:B**
B
gpto1 答案是: B B
GPT-4o B. $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldboldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$ 线性无关 B
llama3.1-70B-Instruct

B
B
llama3.1-405B-Instruct

B
B
DeepSeek-Coder-V2 答案是: B B
Qwen2-72B-Instruct C. 去掉任一向量 $\boldsymbol{\alpha}_i$ 后, $\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_{i-1}, \boldsymbol{\alpha}_{i+1}, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关 B
baichuan4 C B
doubao 逐一分析选项:
- 选项 A:存在不全为零的数使得线性组合不为零,这不是线性无关的充要条件,只能是必要条件,所以选项 A 错误。
- 选项 B:若$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$线性无关,则$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$线性无关;反之,若$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$线性无关,也可推出$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$线性无关,所以选项 B 正确。
- 选项 C:这只是线性无关的一个必要条件,不是充要条件,所以选项 C 错误。
- 选项 D:添加向量后线性无关不能说明原来的向量组线性无关,所以选项 D 错误。

综上,正确答案是 B。
B
minimax 选项B是正确的。

解释如下:

A. 这个选项描述的是线性相关的定义,而不是线性无关的定义。如果存在不全为零的数 $k_1, k_2, \cdots, k_s$ 使得 $k_1 \boldsymbol{\alpha}_1+k_2 \boldsymbol{\alpha}_2+\cdots+k_s \boldsymbol{\alpha}_s = \mathbf{0}$,则向量组线性相关。

B. 如果 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$ 线性无关,那么意味着不能通过 $\boldsymbol{\alpha}_1$ 的线性组合来表示其他向量。这表明原始的向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 不能通过其中一个向量的线性组合来表示,因此它们线性无关。

C. 这个选项描述的是向量组的一个子集线性无关,但这并不是整个向量组线性无关的充要条件。

D. 添加向量 $\boldsymbol{\beta}$ 后,$\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s, \boldsymbol{\beta}$ 线性无关,并不能说明原始的向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关。

因此,正确答案是B。
B
kimi 答案是: C

解释:
A选项错误,因为存在不全为零的数 $k_1, k_2, \cdots, k_s$ 使得 $k_1 \boldsymbol{\alpha}_1+k_2 \boldsymbol{\alpha}_2+\cdots+k_s \boldsymbol{\alpha}_s \neq \mathbf{0}$ 并不能保证这些向量线性无关,因为这些向量可能线性相关,但仍然可以找到不全为零的系数使得它们的线性组合非零。

B选项错误,因为 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2-\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_3-\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s-\boldsymbol{\alpha}_1$ 线性无关并不能保证原向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关。

C选项正确,因为如果去掉任一向量 $\boldsymbol{\alpha}_i$ 后,剩余的向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_{i-1}, \boldsymbol{\alpha}_{i+1}, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关,那么原向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 必然线性无关。

D选项错误,因为添加向量 $\boldsymbol{\beta}$ 后, $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s, \boldsymbol{\beta}$ 线性无关并不能保证原向量组 $\boldsymbol{\alpha}_1, \boldsymbol{\alpha}_2, \cdots, \boldsymbol{\alpha}_s$ 线性无关。
B
wenxinyiyan B. $\alpha_1, \alpha_2-\alpha_1, \alpha_3-\alpha_1, \cdots, \alpha_s-\alpha_1$ 线性无关。 B
zhipu 正确答案是:C

解释:
- 选项A描述的是存在非零线性组合,但这并不足以保证向量组线性无关,因为线性无关要求只有零组合才等于零向量。
- 选项B描述的是一种特定的向量组线性无关,但这不是原向量组线性无关的充要条件。
- 选项C是正确的,因为如果去掉任一向量后剩余向量仍然线性无关,说明原向量组中的每一个向量都不能由其他向量线性表示,这正是线性无关的定义。
- 选项D描述的是添加一个向量后的线性无关性,但这不能保证原向量组本身线性无关。

因此,选项C是充要条件。
B
gpto1 答案是: B B
deepseekv3 B B