已知齐次线性方程组(I)为 齐次线性方程组(Ⅱ)的基础解系为 ξ1=[一1,1,2,4]T,ξ2=[1,0,1,1]T (1)求方程组(I)的基础解系; (2)求方程组(I)与(Ⅱ)的全部非零公共解,并将非零公共解分别由方程组(I),(Ⅱ

admin2018-09-20  35

问题 已知齐次线性方程组(I)为

齐次线性方程组(Ⅱ)的基础解系为
ξ1=[一1,1,2,4]T,ξ2=[1,0,1,1]T
    (1)求方程组(I)的基础解系;
    (2)求方程组(I)与(Ⅱ)的全部非零公共解,并将非零公共解分别由方程组(I),(Ⅱ)的基础解系线性表示.

选项

答案(1)对齐次线性方程组(I)的系数矩阵作初等行变换,得 [*] 故其同解方程组为 [*] 由此解得方程组(I)的基础解系为 η1=[2,一1,1,0]T,η2=[一1,1,0,1]T. (2)由(1)解得方程组(I)的基础解系η1,η2.于是,方程组(I)的通解为 k1η1+k2η2=k1[2,一1,1,0]T+k2[一1,1,0,1]T(k1,k2为任意常数). 由题设知,方程组(Ⅱ)的基础解系为ξ1,ξ2,其通解为 l1ξ1+l2ξ2=l1[一1,1,2,4]T+l2[1,0,1,1]T(l1,l2为任意常数). 为求方程组(I)与(Ⅱ)的公共解,令它们的通解相等,即 k1[2,一1,1,0]T+k2[一1,1,0,1]T=l1[一1,1,2,4]T+l2[1,0,1,1]T. 从而,得到关于k1,k2,l1,l2的方程组 [*] 对此方程组的系数矩阵作初等行变换,得 [*] 由此可得,k1=k2=l2,l1=0. 所以,令k1=k2=k,方程组(I),(Ⅱ)的非零公共解是 k[2,一1,1,0]T+k[一1,1,0,1]T=k[1,0,1,1]T(k为任意非零常数). 并且,方程组(I),(Ⅱ)的非零公共解分别由方程组(I),(Ⅱ)的基础解系线性表示为 k(η12)和0.ζ1+kζ2

解析
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