设四元齐次线性方程组(1)为而已知另一四元齐次线性方程组(2)的一个基础解系为α1=(2,一1,a+2,1)T,α2=(一1,2,4,a+8)T. (I)求方程组(1)的一个基础解系; (Ⅱ)当a为何值时,方程组(1)与(2)有非零公共解?若有,求出所有非

admin2016-03-05  36

问题 设四元齐次线性方程组(1)为而已知另一四元齐次线性方程组(2)的一个基础解系为α1=(2,一1,a+2,1)T,α2=(一1,2,4,a+8)T
(I)求方程组(1)的一个基础解系;
(Ⅱ)当a为何值时,方程组(1)与(2)有非零公共解?若有,求出所有非零公共解.

选项

答案(I)对方程组(1)的系数矩阵作初等行变换,有[*]由于n—r(A)=4—2=2,基础解系由2个线性无关的解向量所构成,取x3,x4为自由变量,得β1=(5,一3,1,0)T,β2=(一3,2,0,1)T是方程组(1)的基础解系. (Ⅱ)设η是方程组(1)与(2)的非零公共解,则η=k1β1+k2β2=l1α1+l2α2,其中k1,k2与l1,l2均是不全为0的常数.由k1β1+k2β2一l1α1一l2α2=0,得齐次方程组(3)[*]对方程组(3)的系数矩阵作初等行变换,有[*]于是η=(l1+4l21+(l1+7l22=l1α1+l2α2.所以α=一1时,方程组(1)与(2)有非零公共解,且公共解是l1(2,一1,1,1)T+l2(一1,2,4,7)T,l1,l2为任意常数.

解析
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