Cómo demostrar que los vectores [matemática] 2i + j-3k [/ matemática], [matemática] i-4k [/ matemática] y [matemática] 4i + 3j-k [/ matemática] son ​​linealmente dependientes

Una forma de hacerlo es mostrar que el determinante de

[matemáticas] \ begin {pmatrix} 2 & 1 & 4 \\ 1 & 0 & 3 \\ -3 & -4 & -1 \ end {pmatrix} [/ math]

es cero La matriz anterior se creó escribiendo los coeficientes de [math] i [/ math] en la primera fila, los coeficientes de [math] j [/ math] en la segunda fila y los coeficientes de [math] k [/ math ] en la tercera fila.

Ya que

[matemáticas] \ begin {vmatrix} 2 & 1 & 4 \\ 1 & 0 & 3 \\ -3 & -4 & -1 \ end {vmatrix} = 2 \ times \ begin {vmatrix} 0 & 3 \\ – 4 & -1 \ end {vmatrix} -1 \ times \ begin {vmatrix} 1 & 3 \\ -3 & -1 \ end {vmatrix} +4 \ times \ begin {vmatrix} 1 & 0 \\ -3 & -4 \ end {vmatrix} [/ math]

[matemáticas] = 2 ((0 \ veces -1) – (3 \ veces -4)) – ((1 \ veces -1) – (3 \ veces -3)) + 4 ((1 \ veces -4) – (- 3 \ veces 0)) [/ matemáticas]

[matemáticas] = 2 \ veces 12 – 8 + 4 \ veces -4 = 0 [/ matemáticas]

Los vectores son linealmente dependientes.

Otra forma de mostrar esto es encontrar una combinación lineal adecuada de uno de los vectores en términos de los otros dos. Por ejemplo, el tercer vector se puede escribir en términos de los otros dos como

[matemáticas] 4i + 3j-k = 3 (2i + j-3k) -2 (i-4k) [/ matemáticas]

entonces los tres vectores son linealmente dependientes.

No es difícil encontrar la combinación lineal de a, byc que hace cero en este caso: el vector b no tiene componente j, así que comience con c-3a para eliminar j de esos dos:

(4i + 3j – k) – 3 (2i + j – 3k) = -2i + 8k

ahora es fácil ver que c-3a + 2b = 0

Simplemente tome una matriz de 3 × 3 con los elementos como los coeficientes de los vectores dados.

Encuentra el determinante de la matriz. Si el determinante es cero, entonces los vectores son dependientes y si no, entonces los vectores son linealmente independientes.

¡Gracias!