问题 问答题

已知齐次方程组Ax=0为


又矩阵B是2×4矩阵,Bx=0的基础解系为
α1=(1,-2,3,-1)T,α2=(0,1,-2,1)T
(Ⅰ)求矩阵B;
(Ⅱ)若Ax=0与Bx=0同解,求a1,a2,a3,a4的值;
(Ⅲ)求方程组Ax=0满足x3=-x4的所有解.

答案

参考答案:由B(α1,α2)=0有(α1,α2)TBT=0
那么矩阵BT的列向量(亦即矩阵B的行向量)是齐次方程组(α1,α2)Tx=0的解.对系数矩阵(α1,α2)T作初等行变换,有


得到基础解系:(1,2,1,0)T,(-1,-1,0,1)T
故矩阵


(Ⅱ)由于两个方程组同解,那么α1,α2必是齐次方程组Ax=0的基础解系



解出 a1=1,a2=3,a3=2,a4=1.
(Ⅲ)由于Ax=0的通解是
k1α1+k2α2=(k1,-2k1+k2,3k1-2k2,-k1+k2)T
因为x3=-x4即3k1-2k2=k1-k2即k2=2k1
所以Ax=0满足条件x3=-x4的所有解为(k,0,-k,k)T,k为任意常数.
[注] 矩阵B的行向量是齐次方程组的解,因此矩阵B的答案不唯一.

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