设α1,α2,α3,α4为四维列向量组,且α1,α2,α3线性无关,α4=α1+α2+2α3.已知方程组
[α1-α2,α2+α3,-α1+aα2+α3]X=α4有无穷多解.
用基础解系表示该方程组的通解
参考答案:方程组[α1-α2,α2+α3,-α1-aα2+α3]X=α4化为
,
因为α1,α2,α3线性无关,所以原方程组与方程组
同解,
下面求方程组
的通解.为此先对出其导出组的基础解系及原方程组的一特解.将增广矩阵
用初等行变换化为系数矩阵含最高阶单位矩阵的矩阵:
用基础解系、特解的简便求法得到其基础解系只含一个解向量α=[1,-1,1]T,特解为η=[1,2,0]T故所求的通解为
kα+η=k[1,-1,1]T+[1,2,0]T,k为任意常数.
解析: 所给方程组由于有无穷多解,则
r(A)=r(α1-α2,α2+α3,-α1+aα2+α3)<3.
由
知,必有
从而可求出a.为求其基础解系,需将原方程组恒等变形去掉满秩矩阵,得其同解方程组而求之.