已知非齐次线性方程组 有3个线性无关的解。 (Ⅰ)证明方程组系数矩阵A的秩R(A)=2; (Ⅱ)求a,b的值及方程组的通解。

admin2018-11-22  21

问题 已知非齐次线性方程组

有3个线性无关的解。
(Ⅰ)证明方程组系数矩阵A的秩R(A)=2;
(Ⅱ)求a,b的值及方程组的通解。

选项

答案(Ⅰ)设α1,α2,α3是方程组Ax=β的3个线性无关的解,其中 [*] 则有A(α12)=0,A(α13)=0,即α12,α13是对应齐次线性方程组Ax=0的解,且线性无关。(否则,易推出α1,α2,α3线性相关,与假设矛盾。) 所以有n-R(A)≥2,即4-R(A)≥2[*]R(A)≤2。 又矩阵A中的一个2阶子式[*]=-1≠0,所以R(A)≥2。 因此R(A)=2。 (Ⅱ)对矩阵A作初等行度换,即 [*] 又R(A)=2,则 [*] 对原方程组的增广矩阵[*]作初等行变换, [*] 故原方程组的同解方程组为 [*] 选x3,x4为自由变量,则 [*] 故所求通解为x=k1[*]+k2[*],k1,k2为任意常数。

解析
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