问题 问答题

设n维向量组α1,α2,…,αs线性无关,其中s为大于2的偶数.以α12,α23,…,αs-1s,αs1作为列向量构作矩阵
A=(α12,α23,…,αs-1s,αs1),
求非齐次线性方程组(Ⅰ):Ax=α1+αs的通解.

答案

参考答案:[解] 由题设知,线性方程组(Ⅰ)的系数矩阵A为n×s矩阵,所以(Ⅰ)的未知量个数为s,下证r(A)=s-1.首先由
12)-(α23)+…+(αs-1s)-(αs1)=0
(*)知,A的s个列向量线性相关.
其次,设有数k1,k2,…,ks-1,使
k112)+k223)+…+ks-1s-1s)=0,

k1α1+(k1+k22+(k2+k33+…+(ks-2+ks-1s-1+ks-1αs=0.
由题设α1,α2,…,αs线性无关,有
[*]
所以A的前s-1个列向量线性无关.
综上所述得A的列秩为s-1,从而r(A)=s-1.
因线性方程组(Ⅰ)的常数项组成的n维向量即系数矩阵的第s列,所以(0,0,…,0,1)T。就是(Ⅰ)的一个特解.
由(Ⅰ)的未知量个数为s,r(A)=s-1,推得(Ⅰ)所对应的导出组Ax=0的基础解系由
s-(s-1)=1
个非零的解向量构成,由(*)知(1,-1,…,1,-1)T是Ax=0的一个非零解,所以(Ⅰ)的通解为:
(0,0,…,0,1)T+t(1,-1,…,1,-1)T,其中t为任意常数.

选择题
单项选择题