解答题 25.[2007年]设线性方程组
【正确答案】先求出方程组(I)的解,将其代入方程(Ⅱ)求出其公共解.方程组(I)的系数行列式为一个三阶范德蒙行列式,其值为
=(a一1)(a一2).
(1)当a≠1且a≠2时,方程组(I)只有零解.此零解不满足方程(Ⅱ),故a≠1且a≠2时,方程组(I与方程(Ⅱ)没有公共解.
(2)当a=1时,D=0,方程组(I)的系数矩阵A的秩,即秩(A)<3=n=未知数个数,因而必有非零解.由

其基础解系只含一个解向量α1=[一1,0,1]T,所有解向量为k1α1,其中k1为任意常数.将此解代入方程(Ⅱ),得当a=1时有
x1+2x2+x3=一k1+2·0+k1=0=a一1.
事实上,当a=1时,方程(Ⅱ)是方程组(I)的一个方程,方程组(I)的解都满足方程(Ⅱ),所以当a=1时方程组(I)与方程(Ⅱ)的所有公共解都是k1α1=k1[一1,0,1]T,其中k1为任意常数.
(3)当a=2时,D=0,则方程组(I)必有非零解.由
【答案解析】