问答题
设α1=(1,2,3,1)T,α2=(1,1,2,-1)T,α3=(1,3,a,3)T,α4=(3,5,7,-1)T,β=(0,1,1,b)T。
(Ⅰ)当a,b满足什么条件时,β可由α1,α2,α3,α4线性表示,且表示式唯一?
(Ⅱ)当a,b满足什么条件时,β可由α1,α2,α3,α4线性表示,且表示式不唯一?并求出β的表示式。
【正确答案】设x
1α
1+x
2α
2+x
3α
3+x
4α
4=β(1),
其增广矩阵(α
1,α
2,α
3,α
4,β)=

(Ⅰ)当a≠4时,r(α
1,α
2,α
3,α
4,β)=r(α
1,α
2,α
3,α
4)=4,方程组(1)有唯一解,即β可由α
1,α
2,α
3,α
4线性表示,且表示式唯一。
(Ⅱ)当a=4时,(α
1,α
2,α
3,α
4,β)→

,
故当a=4,b=2时,r(α
1,α
2,α
3,α
4,β)=r(α
1,α
2,α
3,α
4)=3,方程组(1)有无穷多解,即β可由α
1,α
2,α
3,α
4线性表示,且表示式不唯一,

,同解方程组为

【答案解析】[考点] 向量间的线性表示