设向量α1,α2,…,αt是齐次线性方程组Ax=0的一个基础解系,向量β不是Ax=0的解,即Aβ≠0.
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解题思路:向量组x1,…,xm线性无关的充要条件是:

若存在一组常数k1,…,km,使得k1x1+…+kmxm=0,

则必有k1=…=km=0.

假设存在一组常数k,k1,…,kt,使得:

kβ+

t

i=1ki(β+αi)=0,

即:(k+

t

i=1ki)β=

t

i=1(−ki)αi.①,

①上式两边同时乘以矩阵A,则有

(k+

t

i=1ki)Aβ=

t

i=1(−ki)Aαi.

因为:α1,α2,…,αt是齐次线性方程组Ax=0的一个基础解系,

所以:Aαi=0,故有

(k+

t

i=1ki)Aβ=0,

又因为:Aβ≠0,

所以:k+

t

i=1ki=0,②,

将②代入①式左端,得:

t

i=1(−ki)αi=0.

因为:α1,α2,…,αt是齐次线性方程组Ax=0的一个基础解系,

所以:α1,α2,…,αt是线性无关,

从而:k1=…=kt=0,

将上式又代入②式得:

k=−

t

i=1ki=0,

所以:k=k1=…=kt=0,

因此,向量组β,β+α1,β+α2,…,β+αt线性无关,证毕.

点评:

本题考点: 向量组线性无关的判定与证明.

考点点评: 本题主要考查了向量组线性无关的判定与证明、基础解系的概念与性质;解题的关键在于熟练利用以下定理:向量组x1,…,xm线性无关⇔若存在一组常数k1,…,km,使得k1x1+…+kmxm=0,则必有k1=…=km=0.