问题 问答题

设α1,α2,α3,α4,β为四维列向量,
A=[α1,α2,α3,α4],
已知Ax=β的通解为
X=[1,-1,2,1]T+k1[1,2,0,1]T+k2[-1,1,1,0]T, ①
其中[1,2,0,1]T,[-1,1,1,0]T为对应齐次方程组的基础解系,k1,k2为任意常数.令B=[α1,α2,α3],试求BY=β的通解.

答案

参考答案:为求BY=β的特解,只需找出β用B的列向量α1,α2,α3的线性表示式;为求BY=0的基础解系,只需找出B的列向量之间等于0的线性组合表示式.
如何求得向量之间的这些线性表示式
现有的条件[1,-1,2,1]T为Ax=β的一特解,这就告诉我们B可用A的一个列向量组线性表示.又已知Ax=0的两个解[1,2,0,1]T,[-1,1,1,0]T,这就告诉我们A的列向量之间的两个等于0的线性组合.有了这些条件,刚才提出的问题就可以解决.
由式①知,[1,2,0,1]T,[-1,1,1,0]T为Ax=0的基础解系,[1,-1,2,1]T为Ax=β的一特解,故
n-秩(A)=4-秩(A)=2, 即 秩(A)=2,
且有
β=α12+2α34
α1+2α2+0α34=0,
123+0α4=0.
于是有
α312
α4=-α1-2α2
β=2α1-5α2+0α3
可见α1,α2线性无关,秩(B)=2,且[2,-5,0]T为By=β的特解.
又由α123=0知,[1,-1,-1]T为By=0的非零解,可作为基础解系.故By=β的通解为
y=[2,5,0]T+k[1,-1,-1]T
其中k为任意常数.

单项选择题
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