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次の $3$ つのベクトル $\overrightarrow{x}$, $\overrightarrow{y}$, $\overrightarrow{z}$ は線形独立か線形従属か, 以下の選択肢から選びなさい。
$\overrightarrow{x} = (1, -1, 3)~~\overrightarrow{y} = (-3, 4, 1)~~\overrightarrow{z} = (-5, -5, -5)$
線形独立
線形従属
$a\overrightarrow{x} + b\overrightarrow{y} + c\overrightarrow{z} = \overrightarrow{0}$
とすると
$\left\{ \begin{aligned} a - 3b - 5c &=0 \\ -a + 4b - 5c&= 0 \\ 3a + b - 5c &= 0 \end{aligned} \right.$
$1$ つ目の式と $2$ つ目の式から
$b = 10c$
$1$ つ目の式に代入すると
$a = 35c$
他方, $3$ つ目の式に代入すると
$105c + 10c - 5c = 0$
整理すると $110c = 0$ となるので $c = 0$ であり, ここから $a =0$ かつ $b=0$ であることもわかる。
$a\overrightarrow{x} + b\overrightarrow{y} + c\overrightarrow{z} = \overrightarrow{0}$ ならば $a=b=c=0$
が成り立つので, これらのベクトルは線形独立である。