问题 填空题

已知α1,α2,α3是四元非齐次线性方程组AX=b的3个解,其中
12=[0,2,2,2]T
α123=[4,-1,2,3]T
23=[5,-1,0,1]T,秩r(A)=2,那么方程组AX=b的通解是______.

答案

参考答案:[0,2,2,2]T+k1[-1,0,2,2]T+k2[-5,7,6,5]T

解析: 利用方程组解的结构及其性质求之.
因为n-r(A)=4-2=2,所以方程组AX=b的通解形式为
α+k1η1+k2η2
其中α为AX=b的特解,η1,η2为AX=0的基础解系.
因此,下面应求出AX=b的一个解及AX=0的两个线性无关的解.
根据解的性质知,
121+(α12)=[0,2,2,2]T是AX=b的解.而
123)-(2α23)=α12=[-1,0,2,2]T
是AX=0的解.
3(2α12)-(2α23)=5(α12)+(α13)=[-5,7,6,5]T是AX=0的解.显然[-1,0,2,2]T与[-5,7,6,5]T线性无关(对应分量不成比例).
因此,方程组AX=b的通解为
[0,2,2,2]T+k1[-1,0,2,2]T+k2[-5,7,6,5]T,其中k1,k2为任意常数.

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