解答题 [2004年] 设α1=[1,2,0]T,α2=[1,a+2,-3a]T,α3=[-1,-b-2,a+2b]T,β=[1,3,-3]T.试讨论当a,b为何值时,
问答题 20.β不能由α1,α2,α3线性表示;
【正确答案】设有数k1,k2,k3,使得 k1α1+k2α2+k3α3=β. ①
记A=[α1,α2,α3].对矩阵[A|β]施以初等行变换,有

由于系数矩阵A的秩取决于a及a-b是否为零,下面采用如下的二分法,分三种情况讨论.

当a=0,b为任意常数时,有
【答案解析】
问答题 21.β可由α1,α2,α3唯一地线性表示,并求出表示式;
【正确答案】当a≠0,且a≠b时,秩(A)=秩([A|β])=3,故方程组①有唯一解.
【答案解析】
问答题 22.β可由α1,α2,α3线性表示,但表示式不唯一,并求出表示式.
【正确答案】当a≠0且a-b=0,即a=b≠0时,对[A|β]施以初等行变换,有
【答案解析】