(2008年)设n元线性方程组Aχ=b,其中 (Ⅰ)证明行列式|A|=(n+1)an; (Ⅱ)当a为何值时,该方程组有唯一的解,并在此时求χ1; (Ⅲ)当a为何值时,该方程组有无穷多解,并在此时求其通解.

admin2019-08-01  43

问题 (2008年)设n元线性方程组Aχ=b,其中

    (Ⅰ)证明行列式|A|=(n+1)an
    (Ⅱ)当a为何值时,该方程组有唯一的解,并在此时求χ1
    (Ⅲ)当a为何值时,该方程组有无穷多解,并在此时求其通解.

选项

答案(Ⅰ)记Dn=|A|以下用数学归纳法证明Dn=(n+1)an. 当n=1时,D1=2a,结论成立;当n=2时, D1=[*]=3a2=(n+1)an 结论成立;假设结论对于小于n的情况成立.将Dn按第1行展开,得 [*] =2aDn-1-a2Dn-2(代入归纳假设Dk=(k+1)ak,k<n) =2anan-1-a(n-1)an-2=(n+1)an 故|A|=(n+1)an. (Ⅱ)该方程组有唯一解[*]|A|≠0,即a≠0.此时,由克莱姆法则,将Dn第1列换成b,得行列式 [*] (Ⅲ)当a=0时,方程组为 [*] 此时方程组系数矩阵的秩和增广矩阵的秩均为n-1,所以此时方程组有无穷多解,其通解为 χ=(0,1,0,…,0)T+k(1,0,0,…,0)T 其中k为任意常数.

解析
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