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=[1,一1,2,1]T+k1[1,2,0,1]T+k2[一1,1,1,0]T, ① 其中[1,2,0,1]T,[一

admin2015-12-22  61

问题 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=[1,一1,2,1]T+k1[1,2,0,1]T+k2[一1,1,1,0]T,    ①
    其中[1,2,0,1]T,[一1,1,1,0]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.

选项

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[1,一1,2,1]T为Ax=β的一特解,这就告诉我们β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,[一1,1,1,0]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. 解 由式①知,[1,2,0,1]T,[一1,1,1,0]T为Ax=0的基础解系,[1,一1,2,1]T为Ax=β的一特解,故 n一秩(A)=4一秩(A)=2, 即 秩(A)=2, 且有 β=α1一α2+2α34, α1+2α2+Oα34=0, 一α123+0α4=0. 于是有 α31一α2,α4=一α1一2α2. 因秩(A)=秩(α1,α2,α3,α4)=2,故α1,α2线性无关,从而秩(B)=秩(α1,α2,α3)=2.由 β=2α1—5α2+0α3. 易知[2,一5,0]T为BY=β的特解.又n=3,n一秩(B)=3—2=1,故BY=β的基础解系只含一个解向量. 由α1一α2一α3=0知,[1,一1,一1]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[1,一1,一1]T,其中k为任意常数.

解析
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